Question

一定溫度下，將0.4molSO₂和0.2molO₂放入固定容積為2L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ/mol，反應(yīng)中SO₃的物質(zhì)的量濃度的變化情況如圖：
（1）達到平衡時該反應(yīng)放出的能量為______kJ，若將題給條件改為恒溫恒壓，則達到平衡時放出的能量將______（填“增多”、“減少”或“不變”）．
（2）該條件下，反應(yīng)的化學平衡常數(shù)K=______．
（3）下列有關(guān)說法正確的是______．
a．容器中SO₃的百分含量保持不變和混合氣體的密度保持不變都可以說明反應(yīng)達到平衡
b．使用催化劑不能提高SO₂的轉(zhuǎn)化率，但可以提高SO₃的產(chǎn)量
c．若恒溫恒壓，向容器中充入Ar，SO₂的轉(zhuǎn)化率減小
d．向原平衡體系中再充入一定量的O₂，平衡正向移動，則SO₃的體積分數(shù)一定增大
e．向容器再充入0.4mol SO₂和0.2molO₂，則達到平衡時c（SO₃）＞0.2mol/L
（4）反應(yīng)達到平衡后，第5分鐘末，保持其它條件不變，若改變反應(yīng)溫度，則SO₃的物質(zhì)的量濃度不可能為______．
a．0.20mol/L    b．0.12mol/L    c．0.10mol/L      d．0.08mol/L
（5）在第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，若在第8分鐘末達到新的平衡（此時SO₃的濃度約為0.25mol/L），請在圖中畫出第5分鐘末達到此平衡時SO₃濃度的變化曲線．

Answer 1

【答案】分析：（1）依據(jù)圖象分析平衡時C（SO₃）=0.1mol/L，平衡生成三氧化硫物質(zhì)的量=0.1mol/L×2L=0.2mol；依據(jù)化學平衡的三段式列式計算二氧化硫參加反應(yīng)的物質(zhì)的量，結(jié)合熱化學方程式計算反應(yīng)放出的熱量；恒溫恒壓條件下，反應(yīng)是壓強減小的反應(yīng)，保持恒壓平衡正向進行反應(yīng)放出的熱量比恒溫恒容時大；
（2）結(jié)合化學平衡的三段式計算平衡狀態(tài)下個物質(zhì)的平衡濃度，結(jié)合平衡常數(shù)計算得到；
（3）a、三氧化硫百分含量保持不變可以說明反應(yīng)達到平衡，混合氣體的密度保持不變不能證明反應(yīng)達到平衡；
b、催化劑只改變反應(yīng)速率．不改變化學平衡，縮短達到平衡的時間；
c、恒溫恒壓，向容器中充入Ar，保持恒壓，體積增大，平衡逆向進行；
d、向原平衡體系中再充入一定量的O₂，能提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率，但三氧化硫的體積分數(shù)不一定增大，取決于加入氧氣的量；
e、向容器再充入0.4mol SO₂和0.2molO₂，原平衡相當于增大壓強，平衡正向進行；
（4）依據(jù)計算平衡后的三氧化硫的物質(zhì)的量，結(jié)合反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向進行，降溫平衡正向進行；
（5）在第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，壓強增大平衡正向進行，若在第8分鐘末達到新的平衡（此時SO₃的濃度約為0.25mol/L），依據(jù)三氧化硫濃度變化，和平衡濃度畫出變化圖象；
解答：解：（1）一定溫度下，將0.4molSO₂和0.2molO₂放入固定容積為2L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ/mol，反應(yīng)中SO₃的物質(zhì)的量濃度的變化情況如圖分析得到平衡時C（SO₃）=0.1mol/L，平衡生成三氧化硫物質(zhì)的量=0.1mol/L×2L=0.2mol；依據(jù)化學平衡三段式列式計算
                 2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ/mol，
起始量（mol）     0.4      0.2      0 
變化量（mol）     0.2      0.1      0.2
平衡量（mol）     0.2      0.1      0.2
熱化學方程式中每2mol二氧化硫全部反應(yīng)放熱196.6kJ，反應(yīng)達到平衡轉(zhuǎn)化了0.2mol二氧化硫，所以放熱為19.96KJ；
恒溫恒壓條件下，反應(yīng)是壓強減小的反應(yīng)，保持恒壓平衡正向進行反應(yīng)放出的熱量比恒溫恒容時大；
故答案為：19.66、增多；
（2）依據(jù)（1）的計算得到平衡時各物質(zhì)的濃度為C（SO₂）=0.1mol/L；C（O₂）=0.05mol/L；C（SO₃）=0.1mol/L；   
該條件下，反應(yīng)的化學平衡常數(shù)K===20L/mol；
故答案為：20L/mol   
（3）a、三氧化硫百分含量保持不變可以說明反應(yīng)達到平衡，混合氣體的密度保持不變不能證明反應(yīng)達到平衡；故a錯誤；
b、催化劑只改變反應(yīng)速率．不改變化學平衡，縮短達到平衡的時間，題干單位時間內(nèi)三氧化硫的產(chǎn)量；故b正確；
c、恒溫恒壓，向容器中充入Ar，保持恒壓，體積增大，平衡逆向進行；二氧化硫轉(zhuǎn)化率減小，故c正確；
d、向原平衡體系中再充入一定量的O₂，能提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率，但三氧化硫的體積分數(shù)不一定增大，取決于加入氧氣的量；故d錯誤；
e、向容器再充入0.4mol SO₂和0.2molO₂，原平衡相當于增大壓強，平衡正向進行；達到平衡時c（SO₃）＞0.2mol/L，故e正確；
故選：b c e；
故答案為：b c e；
（4）反應(yīng)達到平衡后，2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ/mol，
起始量（mol）           0.4      0.2      0 
變化量（mol）           0.2      0.1      0.2
平衡量（mol）           0.2      0.1      0.2
第5分鐘末，保持其它條件不變，若改變反應(yīng)溫度，若升高溫度，平衡逆向進行，則SO₃的物質(zhì)的量濃度小于0.1mol/L，若溫度降低，平衡正向進行，但反應(yīng)是可逆反應(yīng)，不能進行徹底，則SO₃的物質(zhì)的量濃度大于0.1mol/L，但小于0.2mol/L，所以不可能為ac，故答案為：ac；
（5）在第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，壓強增大平衡正向進行，若在第8分鐘末達到新的平衡（此時SO₃的濃度約為0.25mol/L），依據(jù)三氧化硫濃度變化，和平衡濃度畫出變化像；

故答案為：
點評：本題考查了化學反應(yīng)速率的定量表示方法、化學平衡常數(shù)、化學平衡的影響因素等知識點，同一化學反應(yīng)中化學平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與反應(yīng)物、生成物的濃度無關(guān)，關(guān)鍵是圖象分析平衡濃度，和反應(yīng)熱的含義理解．