Question

將1.00mol二氧化硫和1.00mol氧氣通入1.00L的密閉容器中，分別在500K、600K、700K三個不同的溫度下進行2SO₂+O₂?2SO₃反應，反應過程中SO₃濃度隨時間的變化如下面表格所示：
表一：500K

時間（min）	0	5	10	15	20	25	30	35	40	45	50	55
SO3 濃度（mol/L）	0	0.1	0.15	0.20	0.25	0.30	0.35	0.40	0.50	0.55	0.60	0.60

表二：600K

時間（min）	0	5	10	15	20	25
SO3濃度（mol/L）	0	0.2	0.30	0.40	0.50	0.50

表三：700K

時間（min）	0	5	10	15	20	25
SO3濃度（mol/L）	0	0.25	0.35	0.35	0.35	0.35

（1）從上面三個表的數據可以判斷該反應是

 

反應（填吸熱或放熱），利用表一計算0-40min內用
SO₂表示該反應的化學反應速率v（SO₂）=

 

mol/L?min；
（2）對該反應，下面的說法正確的是

 

；（雙選）
A．當容器中的壓強不再變化時，該反應就達到平衡
B．達到平衡時v_正（SO₂）=v_逆（SO₃）
C．平衡時c（SO₂）=c（SO₃）
D．當由500K平衡狀態(tài)時升高溫度至600K時，重新達到平衡狀態(tài)時，容器的壓強減少
（3）從上面三個表的數據，溫度對應該反應的反應速率和平衡移動的影響是

 

；
（4）計算在600K時的平衡常數（寫出計算過程，最后結果取兩位有效數字）

 

；
（5）下圖曲線（Ⅰ）是在500K時SO₃濃度的變化曲線，請你在圖中畫出在550K進行上述反應的曲線，并標明曲線（Ⅱ）．

Answer 1

分析：（1）依據圖表數據分析，隨溫度升高，三氧化硫濃度減小，說明平衡逆向進行，逆向是吸熱反應；利用表一計算0-40min內用SO₂表示該反應的化學反應速率和三氧化硫表示的反應速率相同=

△c

△t

計算得到；
（2）依據化學平衡標志是正逆反應速率相同，各組分含量不變分析選項；
（3）依據圖表數據分析判斷，隨溫度升高反應速率增大，三氧化硫濃度減小說明平衡逆向進行；
（4）依據平衡三段式列式計算平衡濃度，結合平衡常數概念計算得到；
（5）溫度升高，三氧化硫平衡濃度減小結合達到平衡的變化繪制圖象得到，平衡時三氧化硫平衡濃度小于500K的平衡濃度，但達到平衡所需時間少．

解答：解：（1）圖表數據分析，隨溫度升高，三氧化硫濃度減小，說明平衡逆向進行，逆向是吸熱反應，正反應為放熱反應；利用表一計算0-40min內用SO₂表示該反應的化學反應速率=v（SO₃）=

△c

△t

=

0.5mol/L

40min

=0.0125mol/L?min，
故答案為：放熱；0.0125；
（2）反應是氣體體積減小的放熱反應；
A．反應前后是氣體體積減小的反應，當容器中的壓強不再變化時，該反應就達到平衡，故A正確；
B．反應速率之比等于化學方程式中升溫系數之比為正反應速率之比，達到平衡時v_正（SO₂）=v_逆（SO₃），說明三氧化硫正逆反應速率相同，說明反應達到平衡，故B正確；
C．反應速率之比等于化學方程式中升溫系數之比為正反應速率之比，平衡時和反應過程中c（SO₂）=c（SO₃），不能說明反應達到平衡，故C錯誤；
D．反應是放熱反應，升高溫度，平衡逆向進行，當由500K平衡狀態(tài)時升高溫度至600K時，重新達到平衡狀態(tài)時，容器的壓強增大，故D錯誤；
故答案為：AB；
（3）依據圖表數據和想好想反應速率因素分析判斷，隨溫度升高反應速率增大，三氧化硫濃度減小說明平衡逆向進行，
故答案為：升高溫度，反應速率加快，化學平衡逆向移動；
（4）依題意得            2SO₂ +O₂ ?2SO₃
開始濃度（mol/L）        1      1      0
轉化濃度（mol/L）       0.50   0.25   0.50
平衡濃度（mol/L）       0.50   0.75   0.50
K=

c2(SO3)

c2(SO2)c(O2)

=

0.50mol/L×0.50mol/L

(0.50mol/L)2×0.75mol/L

=1.3L/mol，
故答案為：依題意得 2SO₂ +O₂ ?2SO₃
開始濃度（mol/L） 1        1     0
轉化濃度（mol/L） 0.50   0.25   0.50
平衡濃度（mol/L） 0.50   0.75   0.50
K=

c2(SO3)

c2(SO2)c(O2)

=

0.50mol/L×0.50mol/L

(0.50mol/L)2×0.75mol/L

=1.3L/mol；
（5）溫度升高，三氧化硫平衡濃度減小結合達到平衡的變化繪制圖象得到，平衡時三氧化硫平衡濃度小于500K的平衡濃度，但達到平衡所需時間少；曲線Ⅱ平衡時要低于曲線Ⅰ，到達平衡的時間要小于曲線Ⅰ，繪制的圖象為：
 ，
故答案為：
．

點評：本題考查了化學平衡數據分析判斷，平衡常數的計算應用，影響平衡因素分析理解，圖象繪制方法和特征是解題關鍵，題目難度中等．