21.运用化学反应原理研究氮、硫等单质及其化合物的反应有重要意义。
(1)硫酸生产过程中2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),平衡混合体系中SO3的百分含量和温度的关如图所示,根据如图回答下列问题:
①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)为__________反应(填"吸热""放热")。
②一定条件下,将SO2与O2以体积比为2︰1置于一体积不变的密闭容器中发生反应,能说明该反应已达到平衡的是________(填选项字母)。
a.体系的密度不发生变化
b.SO2与SO3的体积比保持不变
c.体系中硫元素的质量分数不再变化
d.单位时间内转移4 mol电子,同时消耗2 mol SO3
e.容器内的气体分子总数不再变化
③V2O5可作为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的催化剂,催化循环机理可能为:V2O5氧化SO2时,自身被还原为四价钒氧化物;四价钒氧化物再被氧气氧化为V2O5。写也该催化循环机理的化学方程式________________________________________,________________________________。
(2)一定条件下,合成氨反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0。图1表示在2 L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线。图2表示在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对此反应平衡的影响。
①由图1信息,从11 min起其他条件不变,压缩容器的体积为1 L,则n(N2)的变化曲线为________(填"a""b""c"或"d",下同);增加氮气的物质的量,则n(N2)的变化曲线为________。
②由图2信息,a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是________点,T2____T1(填">""="或"<")。
三、实验题
22.某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实验:
(原理)2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
(实验内容及记录)
实验编号 室温下,试管中所加试剂及其用量/mL 室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min 0.6mol·L-1 H2C2O4溶液 H2O 0.2mol·L-1 KMnO4溶液 3mol·L-1稀硫酸 1 3.0 2.0 3.0 2.0 4.0 2 3.0 3.0 2.0 2.0 5.2 3 3.0 4.0 1.0 2.0 6. 4 请回答:
(1)根据上表中的实验数据,可以得到的结论是____________________________________;
(2)利用实验1中数据计算,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为:v(KMnO4)= __________________;
(3)该小组同学根据经验绘制了n(Mn2+)随时间变化趋势的示意图,如图1所示。但有同学查阅已有的实验资料发现,该实验过程中n(Mn2+)随时间变化趋势应如图2所示。该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设,并继续进行实验探究。
图1 图2 ①该小组同学提出的假设是__________________________________________;
②请你帮助该小组同学完成实验方案,并填完表中空白。