Question

接触法制硫酸工艺中，其主反应在450℃并有催化剂存在下进行：2SO₂（g）+O₂（g）⇌△催化剂2SO₃（g）；△H=﹣190kJ•mol^﹣1

（1）在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20mol SO₂和0.10molO₂，半分钟后达到平衡，测得容器中含SO₃0.8g，则V（O₂）=          mol•L^﹣1•min^﹣1，计算此时化学平衡常数K₁=         ．

（2）若温度不变，继续通入0.20mol SO₂和0.10mol SO₃，则平衡移动方向及原因是          ，达平衡后，化学平衡常数为K₂，则K₁、K₂之间的关系为            （填“＞”、“＜”或“=”）．

（3）有两只密闭容器A和B，A能保持恒容，B能保持恒压．起始时向容积相等的A、B中分别通入体积比为2：1的等量的SO₂和O₂，使之发生反应．则（填＞、=、＜；左、右；增大、减小、不变）．

①达到平衡所需要的时间：t（A）             t（B）

②平衡时，SO₂的转化率：a（A）              a（B）

③达到平衡时，在两容器中分别通入等量的Ar气．B中的化学平衡向          反应方向移动，A中的化学反应速率             ．

Answer

（1）0.002，0.146；

（2）逆正反应方向移动，因为此时的浓度商为4.2，大于平衡常数，=；

（3）①＜；②＜；③左；不变．

【解析】（1）在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20mol SO2和0.10molO2，二氧化硫的浓度==0.04mol/L，氧气浓度==0.02mol，半分钟后达到平衡，测得容器中含SO30.8g，n（SO3）==0.01mol，平衡浓度为=0.002mol/L，结合化学平衡三段式列式计算，

2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）

起始量（mol/L） 0.04 0.02 0

变化量（mol/L） 0.002 0.001 0.002

平衡量（mol/L） 0.038 0.019 0.002

氧气的反应速率V===0.002mol/L•min，

平衡常数K===0.146，

（2）若温度不变，继续通入0.20mol SO2和0.10mol SO3，二氧化硫物质的量浓度c（SO2）=0.038mol/L+=0.078mol/L，c（O2）=0.019mol/L，c（SO3）=0.002mol/L+=0.022mol/L，Qc==4.2＞K=0.146，反应逆向进行，温度不变达到平衡状态时平衡常数不变，则K1、K2之间的关系为相同，

（3）①A能保持恒容，B能保持恒压．起始时向容积相等的A、B中分别通入体积比为2：1的等量的SO2和O2，使之发生反应：2SO2+O2⇌2SO3，恒温恒容随反应进行压强减小速率减慢，恒温恒压容器B中反应过程中压强增大，反应速率大，所以达到平衡所需要的时间A小于B，故答案为：＜；

②起始二氧化硫和氧气浓度相同，反应速率相同，过程中A为恒温恒容容器中的压强小于B恒温恒压容器，反应速率B＞A，二氧化硫转化率A＜B，故答案为：＜；

③恒温恒容B容器加入惰气总压增大，分压不变，平衡不动，反应速率不变；恒温恒压A容器，加入惰气压强减小，平衡向气体体积增大的方向进行，反应是气体体积减小的反应，所以平衡逆向进行；