硫酸是重要的化工原料，生产过程中SO2催化氧化生成SO3的化学反应为：2SO2（g）+O2（g）催化剂.△2SO

Question

硫酸是重要的化工原料，生产过程中SO₂催化氧化生成SO₃的化学反应为：2SO₂（g）+O₂（g） (催化剂.)/(△)2SO₃（g）．
（1）实验测得SO₂反应生成SO₃的转化率与温度、压强有关，请根据表信息，结合工业生产实际，选择最合适的生产条件是___．

压强 SO2转化率   温度	1个大气压	5个大气压	10个大气压	15个大气压
400℃	0.9961	0.9972	0.9984	0.9988
500℃	0.9675	0.9767	0.9852	0.9894
600℃	0.8520	0.8897	0.9276	0.9468

（2）反应2SO₂（g）+O₂（g） (催化剂.)/(△)2SO₃（g）达到平衡后，改变下列条件，能使SO₂（g）平衡时的浓度比原来减小的是___（填字母）．
A．保持温度和容器体积不变，充入1mol O₂（g）
B．保持温度和容器体积不变，充入2mol SO₃ （g）
C．降低温度
D．在其他条件不变时，减小容器的容积．
（3）某温度下，SO₂的平衡转化率（α）与体系总压强（P）的关系如图所示，2.0mol SO₂和1.0mol O₂置于10L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10MPa．平衡状态由A编导B时，平衡常数K（A）___K（B）（填“<”，“>”，或“=”），B点的化学平衡常数是___．
（4）在一个固定容器为5L的密闭容器中充入0.20mol SO₂（g）和0.10mol O₂（g），t₁时刻达到平衡，测得容器中含SO₃0.18mol．①t₁时刻达到平衡后，改变一个条件使化学反应速度发生如图所示的变化，则改变的条件是___．
A．体积不变，向容器中通入少量O₂
B．体积不变，向容器中通入少量SO₂
C．缩小容器体积
D．升高温度
E．体积不变，向容器中通入少量氮气
②若继续通入0.20mol　SO₂和0.10mol　O₂，则平衡___移动（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”），再次达到平衡后，___　mol<n（SO₃）<___mol．

Answer 1

（1）因为SO₂与O₂的反应是放热反应，所以选择的温度为400℃，而1个标准大气压时SO₂的转化率已经很大，再增大压强，SO₂的转化率提高不大，但会增加生产成本，所以选择1个标准大气压，故答案为：400℃，1个标准大气压；
（2）A、保持温度和容器体积不变，O₂的浓度增大，平衡正向移动，SO₂的浓度减小，所以A正确；
B、保持温度和容器内压强不变，充入2mol SO₃ （g）相当于充入2.0molSO₂和5.0molO₂，新的平衡与原平衡等效，SO₂的浓度不变，所以B错误；
C、降低温度，平衡向放热的方向移动，而正反应为放热，所以平衡正向移动，SO₂的浓度减小，所以C正确；
D、在其他条件不变时，减小容器的容积，SO₂的浓度瞬间增大，之后平衡向气体体积减少的方向移动，即向正反应方向移动，SO₂的浓度减小，再次到达平衡时SO₂的浓度仍比原来大，所以D错误．
故答案为：AC；
（3）平衡常数只受温度的影响，温度不变，则压强改变，平衡状态由A变到B时，则K（A）=K（B），
由图象知，体系总压强为0.10MPa时SO₂的平衡转化率为0.8，则二氧化硫转化物质的量=2.0mol×0.8=1.6mol，
      2SO₂（g）+O₂（g） (催化剂.)/(△) 2SO₃（g）
起始：2.0mol     1.0mol          0
转化：1.6mol     0.8mol       1.6mol
平衡：0.4mol     0.2mol       1.6mol
则平衡时：c（SO₂）=0.04mol/L，c（O₂）=0.02mol/L，c（SO₃）=0.16mol/L，
K（A）=K（B）=([SO3]2)/([SO2]2[O2])=(0.162)/(0.042×0.02)=800，
故答案为：=，800；
（4）①t₁时刻达到平衡后，改变一个条件使化学反应速度发生如图所示的变化分析可知，改变条件正逆反应速率都增大，且正反应速率大于逆反应速率，
A．体积不变，向容器中通入少量O₂ ，此时刻正反应速率增大，逆反应速率不变，随反应进行正反应速率减小，逆反应速率增大，最后达到新的平衡状态，图象中逆反应速率变化不符合，故A错误；
B．体积不变，向容器中通入少量SO₂，此时刻正反应速率增大，逆反应速率不变，随反应进行正反应速率减小，逆反应速率增大，最后达到新的平衡状态，图象中逆反应速率变化不符合，故B错误；
C．缩小容器体积，压强增大，正逆反应速率增大，正反应是气体体积减小的反应，所以平衡正向进行，图象变化符合要求，故C正确；
D．正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向进行，正逆反应速率都增大，逆反应速率大于正反应速率，故D错误；
E．体积不变，向容器中通入少量氮气，总压增大，各气体分压不变，平衡不变，故E错误；
故选C；
②当生成0.18molSO₃时，参加反应的氧气的物质的量为x，
2SO₂（g）+O₂（g）⇌2SO₃（g）
          1        2
          x       0.18mol
x=(0.18mol×1)/(2)=0.09mol
继续通入0.20mol SO₂和0.10mol O₂，容器内压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，即向正反应方向移动；
用极限法求出n（SO₃）的范围，
假设平衡不移动，此时n（SO₃）=0.18×2=0.36mol，
假设0.40molSO₂完全生成SO₃，根据反应方程式2SO₂（g）+O₂（g）⇌2SO₃（g）可知，n（SO₃）=0.4mol，
所以再次达到平衡时，0.36mol<n（SO₃）<0.40mol．
故答案为：向正反应方向；0.36；0.40．