问题 填空题

(14分)(1)二氧化硫的催化氧化的过程如图所示,

其中a、c二步的化学方程式可表示为:

SO2+V2O5SO3+ V2O4    

4VOSO4+O22V2O5+4SO3

该反应的催化剂是                (写化学式)

(2)压强及温度对SO2转化率的影响如下表(原料气各成分的体积分数为:SO2 7%,O2 11%,N2 82%):

压强/MPa

温度/℃

0.1[0.5110
40099.2%99.6%99.7%99.9%
50093.5%96.9%97.8%99.3%
60073.7%85.8%89.5%96.4%
当合成SO3的反应达到平衡后,改变某一外界条件(不改变SO2、O2和SO3的量),反应速率与时间的关系如图所示。图中t1 时引起平衡移动的条件可能是            其中表示平衡混合物中SO3的含量最高的一段时间是           

(3)550 ℃时,SO2转化为SO3的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如右图所示。将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于5 L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10 M Pa。试计算反应2SO32SO2+O2 在550 ℃时的平衡常数K=                    

反应达平衡后,下列措施中能使n(SO3)/n(SO2)增大的是                   

A.升高温度                              B.充入He(g),使体系总压强增大

C.再充入2 mol SO2和1 mol O2       D.再充入1 mol SO2和1 mol O2

(4)SO3溶于水得到硫酸。在25°C下,将x mol·L-1的氨水与y mol·L-1的硫酸等体积混合,反应后溶液中显中性,则c(NH4+        2 c(SO42-)(填“>”、“<”或“=”);用含x和y的代数式表示出氨水的电离平衡常数                          

答案

(1)V2O5  (2)增大压强、t2—t(3)0.0025  C D (4)=   K=2×10-7y /(x-2y)

(1)将abc三个反应相叠加,即得到2SO2+O2 2SO3,因此V2O5其催化剂作用。

(2)t1 时正逆反应速率都增大,但正反应速率大于逆反应速率,说明平衡向正反应方向移动,所以改变的条件是增大压强。由于t3时逆反应速率大于正反应速率,平衡向逆反应方向移动,所以平衡混合物中SO3的含量最高的一段时间是t2—t3

(3)反应达平衡后,体系总压强为0.10 M Pa,此时转化率是0.80,所以生成三氧化硫是1.6mol,则平衡时二氧化硫和氧气分别是0.4mol、0.2mol,所以平衡常数K=,则反应2SO32SO2+O2 在550 ℃时的平衡常数K=1/400=0.0025。反应是放热反应,所以升高温度平衡向逆反应方向移动,n(SO3)/n(SO2)减小。充入He(g),使体系总压强增大,但物质的浓度不变,所以平衡不移动。C、D都相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,所以n(SO3)/n(SO2)增大,答案选CD。

(4)根据电荷守恒c(NH4+)+c(H+)= 2c(SO42-)+c(OH-)可知,当溶液显中性时c(NH4+)= 2c(SO42-)=ymol/L。根据氮原子守恒可知,溶液中c(NH3·H2O)=(x/2-y)mol,所以平衡常数==2×10-7y /(x-2y)。

单项选择题
单项选择题