Question

1．將2molSO₂和1molO₂混合置于體積可變，壓強(qiáng)恒定的密閉容器中，在一定溫度下發(fā)生如下反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）；△H＜0，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到時間t1點(diǎn)時達(dá)到平衡狀態(tài)，測得混合氣體總物質(zhì)的量為2.1mol．試回答下列問題：
（1）寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）c（{O}_{2}）}$
（2）反應(yīng)進(jìn)行到t₁時，SO₂的體積分?jǐn)?shù)為9.5%；
（3）若在t₁時充入一定量的氬氣（Ar），SO₂的物質(zhì)的量將增大（填“增大”、“減小”或“不變”）；
（4）若在t₁時升溫，重新達(dá)到平衡狀態(tài)，新平衡混合物中氣體的總物質(zhì)的量＞2.1mol（填“＜”、“＞”或“=”），簡單說明原因升高溫度反應(yīng)向吸熱反應(yīng)方向進(jìn)行，即化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動，氣體的總物質(zhì)的量增大；
（5）若其它條件不變，在t₁時再加入0.2molSO₂、0.1molO₂和1.8molSO₃，在圖中作出從t₀→t₁→t₂點(diǎn)這段時間內(nèi)SO₂的物質(zhì)的量變化曲線．

Answer 1

分析 （1）平衡常數(shù)=$\frac{生成物平衡濃度冪次方乘積}{反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積}$，固體和純液體不寫入表達(dá)式；
（2）根據(jù)t₁點(diǎn)時達(dá)到平衡狀態(tài)，測得混合氣體總物質(zhì)的量為2.1mol，計算出平衡時二氧化硫的物質(zhì)的量，再計算出SO₂的體積分?jǐn)?shù)；
（3）體積可變，壓強(qiáng)恒定的密閉容器中充入一定量的氬氣（Ar），體積增大，反應(yīng)物的分壓減小，根據(jù)壓強(qiáng)對平衡的影響分析；
（4）根據(jù)溫度對平衡的影響分析；
（5）t₀到t₁時起點(diǎn)在坐標(biāo)（0，2）、平衡點(diǎn)在坐標(biāo)（t₁，0.2）處；恒壓條件下，在t₁時再加入0.2molSO₂、0.1molO₂和1.8molSO₃，與原平衡是等效平衡，所以t₁到t₂ 是平行于時間軸的直線，起點(diǎn)必須在（t₁，0.4）據(jù)此作圖．

解答 解：（1）2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）；△H＜0，平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）c（{O}_{2}）}$，
故答案為：$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）c（{O}_{2}）}$；
（2）設(shè)參加反應(yīng)的二氧化硫為nmol，則
                     2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），
初始量（mol）   2               1            0
轉(zhuǎn)化量（mol） n                $\frac{n}{2}$            n
平衡量（mol） 2-n            1-$\frac{n}{2}$           n
已知平衡狀態(tài)時，測得混合氣體總物質(zhì)的量為2.1mol，即：2-n+1-$\frac{n}{2}$+n=2.1mol，解得n=1.8mol，所以t₁時，SO₂的體積分?jǐn)?shù)為$\frac{2-1.8}{2.1}$×100%=9.5%；
故答案為：9.5%；
（3）體積可變，壓強(qiáng)恒定的密閉容器中充入一定量的氬氣（Ar），體積增大，反應(yīng)物的分壓減小，所以平衡向體積增大的方向移動，即向逆反方向移動，所以SO₂的物質(zhì)的量增大，故答案為：增大；
（4）已知該反應(yīng)的正方向為放熱反應(yīng)，所以升高溫度平衡逆移，逆方向為物質(zhì)的量增大的方向，所以新平衡混合物中氣體的總物質(zhì)的量＞2.1mol，
故答案為：＞；升高溫度反應(yīng)向吸熱反應(yīng)方向進(jìn)行，即化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動，氣體的總物質(zhì)的量增大；
（5）t₀到t₁時起點(diǎn)在坐標(biāo)（0，2）、平衡點(diǎn)在坐標(biāo)（t₁，0.2）處；恒壓條件下，在t₁時再加入0.2molSO₂、0.1molO₂和1.8molSO₃，與原平衡是等效平衡，所以t₁到t₂ 是平行于時間軸的直線，起點(diǎn)必須在（t₁，0.4），圖象為：

故答案為：．

點(diǎn)評 本題考查了平衡移動、化學(xué)平衡圖象等，題目難度中等，本題作圖時要注意對等效平衡的分析．