Question

在密閉容器中發(fā)生反應：2SO₂（g）+O₂（g）

450℃

催化劑

2SO₃（g）△H=-190kJ?mol^-1
（1）該熱化學反應方程式的意義是

 

．
（2）下列描述中能說明反應已達平衡的是

 

．
a．v_正（O₂）=2v_逆（SO₃）
b．容器中氣體的平均相對分子質量不隨時間而變化
c．容器中氣體的密度不隨時間而變化
d．容器中氣體的分子總數不隨時間而變化
（3）在一個固定容積為5L的密閉容器中充入0.10molO₂和0.20molSO₂，半分鐘后達到平衡，測得容器中含SO₃0.18mol，則v（O₂）=

 

 mol?L^-1?min^-1，該反應的平衡常數等于

 

，若繼續(xù)通入0.20mol SO₂和0.10molO₂，則平衡

 

移動（填“向正反應方向”、“向逆反應方向”或“不”），再次達到平衡后，

 

 mol＜n（SO₃）＜

 

mol．

Answer 1

考點：化學平衡狀態(tài)的判斷,熱化學方程式,化學平衡的計算

專題：化學反應中的能量變化,化學平衡專題

分析：（1）熱化學方程式應注明反應熱的測定條件、聚集狀態(tài)、反應熱的數值、單位、符號，其化學計量數表示該物質的物質的量；
（2）根據化學平衡狀態(tài)的標志：正反應速率等于逆反應速率，平衡混合物中各組成成分的含量不變來判斷；
（3）化學反應速率的定義求出氧氣的速率；根據影響化學平衡的因素來判斷平衡移動方向，根據達到平衡時各組分濃度及平衡常數表達式計算出該溫度下的平衡常數，利用極限法求出再次達平衡后n（SO₃）的范圍．

解答： 解：（1）熱化學方程式表明化學反應所放出或吸收熱量的化學方程式，反應熱的測量與溫度有關，應注明溫度，各物質化學式前的化學計量數表示該物質的物質的量，反應物和生成物的聚集狀態(tài)不同，反應熱也不相同，應注明聚集狀態(tài)，+190kJ表示放出190kJ的熱量，該熱化學方程式的意義是：在450℃時，2molSO₂氣體和1molO₂氣體完全反應生成2molSO₃氣體時放出的熱量為190kJ；
故答案為：在450℃時，2molSO₂氣體和1molO₂氣體完全反應生成2molSO₃氣體時放出的熱量為190kJ；
（2）化學平衡狀態(tài)的標志：正反應速率等于逆反應速率，平衡混合物中各組成成分的含量不變來判斷，
a、速與化學方程式計量數之比率之比為正反應速率之比，v_正（O₂）=2v_逆（SO₃）不符合速率之比，不能判斷是否達到平衡，故a不符合；
b、容器中氣體的平均分子量不隨時間而變化，說明平衡混合物中各組成成分含量不變，反應達到平衡狀態(tài)，故b符合；
c、氣體的密度=

質量

體積

，根據質量守恒定律，反應過程中氣體的總質量不變，容器體積不變，氣體的密度不會發(fā)生變化，故容器中氣體的密度不隨時間而變化，不能判斷反應是否達到平衡，故c不符合；
d、該反應為氣體的分子總數減少的反應，當容器中氣體的分子總數不隨時間而變化時，平衡混合物中各組成成分含量不變，反應達到平衡狀態(tài)，故d符合；
故答案為：bd；
（3）達到平衡時生成0.18molSO₃，則：
              2SO₂ +O₂ ?2SO₃
反應前（mol） 0.20     0.10     0
變化（mol）   0.18     0.09   0.18
平衡時（mol） 0.02     0.01   0.18
v（O₂）=

0.09mol

5L?0.5min

=0.036mol．L^-1?min^-1；
該溫度下該反應的平衡常數為：K=

c2(SO3)

c2(SO2)?c(O2)

=

(0.036)2

(0.004)2×0.002

≈4.05×10⁴；
繼續(xù)通入0.20mol SO₂和0.10mol O₂，容器內壓強增大，平衡向氣體體積減小的方向移動，即向正反應方向移動；
用極限法求出n（SO₃）的范圍，
假設平衡不移動，此時n（SO₃）=0.18×2=0.36mol，
假設0.40molSO₂完全生成SO₃，根據化學方程式 2SO₂ +O₂ ?2SO₃
可知n（SO₃）=0.4mol，
所以再次達到平衡時，0.36mol＜n（SO₃）＜0.40mol，
故答案為：0.036； 4.05×10⁴；向正反應方向；0.36、0.40．

點評：本題考查化學反應速率、平衡常數、化學平衡狀態(tài)的判斷、化學平衡的影響因素等，知識面廣，應加強平時知識的積累．