问题 填空题

在一定条件下,在一容积可变的密闭容器中,将SO2和O2混合发生反应:

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)  ΔH=-92.3KJ/mol,反应过程中,SO2、O2、SO3的物质的量(mol)的变化如下表(0~4min时,容器气体压强为0.1MPa):

时间min0123456789
n(SO2)2.001.921.841.761.761.641.521.401.401.40
n(O2)1.000.960.920.880.880.820.760.700.700.70
n(SO3)00.080.160.240.240.360.480.600.600.60
 

回答下列问题:

(1)___________________________时段,反应处于平衡状态。

(2)第5min时,从同时提高速率和转化率两个方面分析,改变的外界条件是_____________;平衡向____________方向移动。(填“正”、“逆”或“不”)

(3)其他条件相同、催化剂不同时,SO2的转化率随反应温度的变化如图a。,Fe2O3和NiO作催化剂均能使S02的转化率达到最高,不考虑价格因素,选择Fe2O3的 主要优点是_____________。

(4)科研小组在3800C Fe2O3作催化剂时,研究了不同投料比n(O2):n(SO2)对S02转化率的影响,结果如图b。请在答题卡坐标图中画出n(O2):n(SO2)=1:2时,SO2转化率的预期变化曲线。

答案

(1)3~4min(2分)    7~9min(2分)(2)增大压强(2分);正(2分)   

(3)Cr2O3  (2分) Fe2O3作催化剂时,在相对较低温度可获得较高SO2的转化率。(2分)

(4)(3分)(标注1分,转折点1分,平台1分)

题目分析:(1)由表格中的数据分析知,3~4min和7~9min时SO2、O2、SO3的物质的量保持不变,为化学平衡状态;(2)从表中数据分析,第5min时,SO2和O2的物质的量减小,SO3的物质的量增大,说明平衡向正向移动,该反应为放热反应,改变的条件可能为增大压强或降低温度,而降温反应速率变慢,从同时提高速率和转化率两个方面分析,改变的外界条件只能是增大压强;(3)由图像可知,当其他条件相同时,2600C以Cr2O3作催化剂,SO2的转化率最大,反应速率最快;对比分别以Fe2O3和NiO作催化剂的图像知,以Fe2O3作催化剂时,能在较低的温度下使SO2达到较高的转化率,因此选择Fe2O3;(4)分析图像b知,当SO2的物质的量相同时,O2的物质的量越大,达平衡的时间越短,反应速率越快,SO2的平衡转化率越大,以此可画出n(O2):n(SO2)=1:2时SO2转化率的预期变化曲线。

单项选择题
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