Question

（1）釩觸媒(V₂O₅)能加快SO₂的氧化速率，此過程中SO₂先與V₂O₅反應生成V₂O₄。該過程的化學方程式可表示為__________________________________________。

（2）為測定過程中混合氣的SO₂體積分數，選用0.0500 mol/L I₂的標準溶液、淀粉溶液進行測定。已知：V（耗用I₂標準溶液）=10.00 mL，V（采集煙氣）=100.0 mL（已折算為標準狀況），則煙氣中SO₂  的體積分數為_____________________。

（3）一定溫度時，SO₂的平衡轉化率（α）與體系總壓強（p）的關系如圖9所示。試分析工業生產中采用常壓的原因是____________________。

             圖9

（4）在溫度相同、體積均為1 L的三個密閉容器中，按不同方式投入反應物，保持恒溫、恒容，測得反應達到平衡時的有關數據如下。

已知：2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)   ΔH =-98.3 kJ·mol^-1。

容  器	甲	乙	丙
反應物投入量	2 mol SO2、1 mol O2	2 mol SO3	m mol SO2、n mol O2、 p mol SO3
c(SO3) /mol·L-1	1.4	1.4	1.4
能量變化	放出a kJ	吸收b kJ	吸收c kJ
SO2或SO3的轉化率	α1	α2	12.5%

 

則：α₁+α₂=_________________，p=________________mol，b+c=_______________kJ 。

 

Answer 1

（1）SO₂+V₂O₅SO₃+V₂O₄（3分）

（2）0.112（3分）

（3）使用常壓SO₂就可以達到較高的轉化率。（3分）

（4）1（2分）， 1.6（2分），39.32（2分）

解析:（1）根據反應物和生成物可知，方程式為SO₂+V₂O₅SO₃+V₂O₄。

（2）SO₂和碘反應的方程式為SO₂＋I₂＋2H₂O=H₂SO₄＋2HI,所以SO₂的物質的量是0.0500 mol/L×0.01L＝0.0005mol，其體積是0.0005mol×22.4L/mol＝0.0112L，所以煙氣中SO₂  的體積分數為。

（3）根據圖像可知使用常壓SO₂就可以達到較高的轉化率，而增大壓強會增加生產成本。

（4）根據甲、乙、丙可知平衡均是等效的。甲是反應物開始建立平衡，乙是生成物開始建立平衡，所以SO₂和SO₃的轉化率之和是1。丙中SO₃的轉化率是0.125，平衡時SO₃的物質的量是1.4mol，所以有p×（1－0.125）＝1.4mol，解得p＝1.6mol。根據反應式可知每消耗2mol三氧化硫，就吸收98.3 kJ熱量，丙中消耗的三氧化硫是1.6mol×0.125＝0.2mol，吸熱是0.2×98.3kJ/2＝9.83kJ。乙中消耗三氧化硫是0.6mol×98.3 kJ/2＝29.49kJ。所以共吸熱29.49kJ＋9.83kJ＝39.32kJ。