Question

將0.050mol SO₂和0.030mol O₂放入容積為1L的密閉容器中，在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），△H=-196.64kJ/mol．
（1）若反應(yīng)達到平衡后，c（SO₃）=0.040mol/L，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

 

，平衡時SO₂的轉(zhuǎn)化率為

 

，反應(yīng)放出的熱量為

 

．
（2）若反應(yīng)達到平衡后，降低溫度，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)

 

，SO₂的轉(zhuǎn)化率

 

，正反應(yīng)速度

 

（以上均填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）600℃時，SO₂與O₂在密閉容器內(nèi)反應(yīng)的過程中SO₂、O₂和SO₃的物質(zhì)的量隨時間的變化如圖所示：據(jù)圖回答：
①反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的時間是

 

．
②反應(yīng)進行至20min時，曲線發(fā)生變化的原因是

 

（用文字表達）．
③10min到15min的曲線變化的原因可能是

 

（填寫編號）．
a．加了催化劑b．縮小容器體積c．降低溫度d．增加SO₃的物質(zhì)的量．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡的計算,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）根據(jù)平衡后c（SO₃）結(jié)合反應(yīng)的方程式利用三段式法解答；
（2）該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度平衡向正反應(yīng)移動，反應(yīng)速率減�。�
（3）①反應(yīng)混合物各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變化，說明反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；
②由圖可知，反應(yīng)進行至20min時，平衡向正反應(yīng)移動，瞬間只有氧氣的濃度增大；
③由圖可知，反應(yīng)向正反應(yīng)進行，10min到15min反應(yīng)混合物單位時間內(nèi)的變化量增大，說明反應(yīng)速率增大，10min改變瞬間，各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變．據(jù)此結(jié)合選項分析．

解答： 解：（1）2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），
開始（mol/L）0.050    0.030     0
轉(zhuǎn)化（mol/L）0.040    0.020     0.040
平衡（mol/L）0.010    0.010     0.040
該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

(0.040)2

0.0102×0.010

=1.6×10³（L/mol），
平衡時SO₂的轉(zhuǎn)化率為

0.040

0.050

×100%=80%，
反應(yīng)放出的熱量為

0.04mol

2

×196.64kJ/mol=3.93kJ，
故答案為：1.6×10³ L/mol； 80%； 3.93kJ；
（2）該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動，則平衡常數(shù)增大，二氧化硫轉(zhuǎn)化率增大，降低溫度反應(yīng)速率減小，
故答案為：增大；增大；減小；
（3）①反應(yīng)混合物各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變化，說明反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，由圖可知在15-20min和25-30min出現(xiàn)水平直線，說明各組分的物質(zhì)的量不變，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，
故答案為：15～20 min和25～30 min；
②圖可知，反應(yīng)進行至20min時，平衡向正反應(yīng)移動，瞬間只有氧氣的濃度增大，應(yīng)是增大了氧氣的濃度，
故答案為：增加了O₂的量；
③10min到15min的曲線變化斜率增大，說明反應(yīng)速率增大，
a．加了催化劑，增大反應(yīng)速率，故a正確；
b．縮小容器體積，增大壓強，增大反應(yīng)速率，故b正確；
c．降低溫度反應(yīng)速率降低，故c錯誤；
d．10min改變瞬間，各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，不是增加SO₃的物質(zhì)的量，如增加SO₃的物質(zhì)的量，平衡向逆反應(yīng)方向移動，則二氧化硫和氧氣的濃度應(yīng)增大，故d錯誤．
故答案為：ab．

點評：本題考查平衡常數(shù)、平衡移動、平衡影響元素、化學(xué)平衡圖象等，難度中等，圖象問題解題步驟：（1）看懂圖象：①看面（即弄清縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)的意義）；②看線（即弄清線的走向和變化趨勢）；③看點（即弄清起點、拐點、交點、終點的意義）；④看是否要作輔助線（如等溫線、等壓線）；⑤看定量圖象中有關(guān)量的多少．（2）聯(lián)想規(guī)律：聯(lián)想外界條件的改變對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響規(guī)律．