试题与答案

SO2常用于制硫酸,其中一步重要的反应为2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g

题型:问答题

题目:

SO2常用于制硫酸,其中一步重要的反应为2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H<0.若向一个2L的密闭容器中充入0.4mol SO2、0.2mol O2和0.4mol SO3发生上述反应.

请回答下列问题:

(1)当反应达到平衡时,各物质的浓度可能是(填序号).

A.c(SO2)=0.3mol/L、c(O2)=0.15mol/L

B.c(SO3)=0.4mol/L

C.c(O2)=0.2mol/L或c(SO2)=0.4mol/L

D.c(SO3)=0.3mol/L

(2)任选上述一种可能的情况,计算达到平衡时的平衡常数为______.

(3)某温度时,将4mol SO2和2mol O2通入2L密闭容器中,10min时反应达到平衡,SO2的转化率为80%,则0~10min内的平均反应速率v(O2)=______,该温度下反应2SO2(g)+O2(g)⇌2S03(g)的平衡常数K=______.

答案:

(1)SO2、O2、SO3起始浓度分别为0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L,

A、SO2和O2的浓度增大,SO2、O2的浓度增大分别为0.1mol/L、0.05mol/L,说明反应向逆反应方向进行建立平衡,若SO3完全反应,则SO2和O2的浓度浓度变化分别为0.2mol/L、0.1mol/L,实际变化应小于该值,且为2:1,故A可能;

B.SO3的浓度增大,浓度增大为0.2mol/L,说明该反应向正反应方向进行建立平衡,若二氧化硫和氧气完全反应,SO3的浓度的浓度变化为0.2mol/L,实际变化小于该值,故B不可能;

C.SO2、O2的浓度增大,说明反应向逆反应方向进行建立平衡,若SO3完全反应,则SO2和O2的浓度浓度变化分别为0.2mol/L、0.1mol/L,实际变化应小于该值,故C不可能;

D.SO3的浓度增大,浓度增大为0.1mol/L,说明该反应向正反应方向进行建立平衡,若二氧化硫和氧气完全反应,SO3的浓度的浓度变化为0.2mol/L,实际变化小于该值,故D可能;

故答案为:AD;

(2)选则A计算平衡常数,SO2、O2的浓度增大分别为0.1mol/L、0.05mol/L,则SO3的浓度减少量为0.1ml/L,故平衡时SO3的浓度为0.2mol/L-0.1ml/L=0.1mol/L,故平衡常数k=

0.12
0.32×0.15
=0.74;

故答案为:0.74;

(3)SO2的转化率为80%,则参加反应的SO2为4mol×80%=3.2mol,故参加反应的O2为3.2mol×

1
2
=1.6mol,故v(O2)=
1.6mol
2L
10min
=0.08mol/(L•min);

计算SO2、O2的起始浓度分别为2mol/L、1mol/L,SO2的浓度变化量为

3.2mol
2L
=1.6mol/L,则:

             2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)

开始(mol/L):2         1       0

变化(mol/L):1.6       0.8     1.6

平衡(mol/L):0.4       0.2     1.6

故该温度下平衡常数k=

1.62
0.42×0.2
=80,

故答案为:0.08mol/(L•min);80.

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