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下表是在0.1MPa下,不同温度时,二氧化硫催化氧化成三氧化硫的平衡转化率(原料气成分的体积分数:SO27%,O211%,N282%):温度/℃400450475500525575转化率/%99.297.595.893.5

题目详情
下表是在0.1MPa下,不同温度时,二氧化硫催化氧化成三氧化硫的平衡转化率(原料气成分的体积分数:SO27%,O211%,N282%):
温度/℃ 400 450  475 500 525 575
转化率/% 99.2 97.5 95.8 93.5 90.5 79.9
请回答下列问题:
(1)根据表中信息可知,该可逆反应正反应的△H______0(填写“>”、“<”、“=”).
理由是______.
(2)下列措施既能加快该反应的速率,又能提高二氧化硫转化率的是______
A.选用更有效的催化剂B.充入更多的氧气
C.降低反应体系的温度D.缩小容器的体积
(3)为了探究O2的体积分数及压强对SO3含量的影响,某同学在同一密闭容器中进行下列三组实验.
实验
编号
压强(MPa) SO2初始体积分数
(%)
O2初始体积分数
(%)
N2初始体积分数
(%)
0.1 7% 11% 82%
7% 15%
0.5 15%
请完成上表中①、②、③、④的实验数据.并在右面的坐标图中,画出Ⅰ、Ⅲ实验时混合气体中SO3的体积分数随时间变化的曲线图,注意标明各曲线的实验编号.
▼优质解答
答案和解析
(1)由表中数据可知,升高温度,二氧化硫的转化率越低,说明平衡向逆反应方向移动,正反应为放热反应,即△H<0,
故答案为:<;升高温度,二氧化硫的转化率越低,说明平衡向逆反应方向移动,正反应为放热反应;
(2)A.选用更有效的催化剂,加快反应速率,不影响平衡移动,二氧化硫转化率不变,故A错误;
B.充入更多的氧气,反应速率加快,有利于平衡向正反应方向移动,二氧化硫转化率增大,故B正确;
C.正反应为放热反应,降低反应体系的温度,平衡向正反应方向移动,二氧化硫转化率增大,但反应速率降低,故C错误;
D.缩小容器的体积,压强增大,反应速率加快,正反应为气体体积减小的反应,平衡向正反应方向移动,二氧化硫转化率增大,故D正确,
故答案为:BD;
(3)实验目的是:为了探究O2的体积分数及压强对SO3含量的影响,应采取控制变量法进行实验:
对比Ⅰ、Ⅱ可知,O2初始体积分数不同,应是探究O2的体积分数对SO3含量的影响,两组中压强、氮气的体积分数应相同,故①=0.1、②=82%;
对比Ⅱ、Ⅲ可知.O2初始体积分数相同,应是探究压强对SO3含量的影响,两组中SO2、N2的初始体积分数应相同,故③=7%、④=82%;
实验Ⅰ与实验Ⅱ相比,实验Ⅰ中氧气的体积分数小,氧气的浓度小,反应速率较慢,到达平衡时间较实验Ⅱ长,不利于平衡向正反应进行,平衡时SO3含量较实验Ⅱ中低;Ⅲ与实验Ⅱ相比,实验Ⅲ中压强高,反应速率快,到达平衡时间段,压强大,有利于平衡向正反应进行,平衡时SO3含量较实验Ⅱ中高,故Ⅰ、Ⅲ实验时混合气体中SO3的体积分数随时间变化的曲线图为:
故答案为:①=0.1;②=82%;③=7%;④=82%;
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