Question

6．600℃時，在容積4L的密閉氧化爐中，將3.0mol二氧化硫和1.5mol氧氣混合，發(fā)生如下反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂ （g）?2SO₃（g）△H＜0．
（1）反應(yīng)過程中SO₂、O₂、SO₃物質(zhì)的量有如圖1所示的變化．其中10min到15min時，肯定與圖象不相符的變化是ABC．
A．加了催化劑
B．增加SO₃的物質(zhì)的量
C．升高溫度
D．縮小容器體積
（2）當(dāng)t₁=15min時反應(yīng)達(dá)平衡，這段時間內(nèi)此反應(yīng)的平均速率v（SO₃）=0.01mol/（L．min），SO₂的轉(zhuǎn)化率為20%，O₂的平衡濃度C（O₂ ）=0.3 mol/L，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=0.21（保留兩位有效數(shù)字）．
（3）改變反應(yīng)條件時，該反應(yīng)的時間速率圖象如圖2．

 ①請判斷當(dāng)t₂、t₄、t₆各時刻采取的措施（假設(shè)其他條件不變）．
t₂：增大生成物（SO₃）濃度；t₄：減壓；t₆：加催化劑．
 ②SO₃的百分含量最高的一段時間是A
A．t₁～t₂           B．t₃～t₄ C．t₅～t₆ D．t₆～t₇
（4）600℃時，若在上述氧化爐中充入2mol二氧化硫、2mol氧氣和1mol三氧化硫發(fā)生反應(yīng)，此時的化學(xué)反應(yīng)速率是V_（正）大于V_（逆） （填“大于”、“小于”或“等于”）．

Answer 1

分析 （1）10min到15min時，SO₂、O₂的物質(zhì)的量減小，且減少的量為2：1，SO₃物質(zhì)的量增大，則改變條件使平衡正向移動，以此來解答；
（2）當(dāng)t₁=15min時反應(yīng)達(dá)平衡，這段時間內(nèi)此反應(yīng)的平均速率v（SO₃）=$\frac{△c}{△t}$，SO₂的轉(zhuǎn)化率為$\frac{二氧化硫的變化量}{二氧化硫的起始量}×100%$，O₂的平衡濃度C（O₂ ）=$\frac{氧氣的物質(zhì)的量}{容器的體積}$，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{生成物的濃度冪之積}{反應(yīng)物濃度冪之積}$；
（3）①t₂時正反應(yīng)速率瞬間不變，逆反應(yīng)速率增大，然后逆反應(yīng)速率逐漸減小，正反應(yīng)速率逐漸增大，直至重新達(dá)到平衡，說明t₂時加入了加入SO₃；
t₄時正逆反應(yīng)速率瞬間同時減小，且逆反應(yīng)速率減小的幅度小于正反應(yīng)速率，即v（正）＜v（逆），平衡向著逆向移動，然后根據(jù)壓強(qiáng)、溫度對該反應(yīng)的影響判斷此時改變的條件；t₆時刻正逆反應(yīng)速率同時增大，且相等，改變的條件不影響化學(xué)平衡，則說明使用了催化劑；
②平衡正向移動SO₃的百分含量增加；
（4）根據(jù)濃度商和平衡常數(shù)的大小比較判斷化學(xué)反應(yīng)速率．

解答 解：（1）10min到15min時，SO₂、O₂的物質(zhì)的量減小，且減少的量為2：1，SO₃物質(zhì)的量增大，則改變條件使平衡正向移動，
A．催化劑對平衡移動無影響，故A不選；
B．增加SO₃的物質(zhì)的量平衡逆向移動，SO₂、O₂的物質(zhì)的量增大，故B不選；
C．△H＜0為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動，故C不選；
D.2SO₂（g）+O₂ （g）?2SO₃（g）為氣體體積減小的反應(yīng)，則縮小容器體積，壓強(qiáng)增大平衡正向移動，與圖一致，故D選；
故選ABC；
（2）v（SO₃）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.6}{4}}{15}$=0.01mol/（L．min），SO₂的轉(zhuǎn)化率為$\frac{二氧化硫的變化量}{二氧化硫的起始量}×100%$=$\frac{0.6}{3}$=20%，O₂的平衡濃度C（O₂ ）=$\frac{1.2}{4}$=0.3 mol/L，平衡常數(shù)K=$\frac{（\frac{0.6}{4}）^{2}}{\frac{1.2}{4}×（\frac{2.4}{4}）^{2}}$=0.21，故答案為：0.01mol/（L．min）；20%；0.3 mol/L；0.21；
（3）①t₂時改變反應(yīng)條件的瞬間，正反應(yīng)速率不變，逆反應(yīng)速率增大，v（正）＜v（逆），平衡向著逆向移動，之后逆反應(yīng)速率逐漸減小，正反應(yīng)速率逐漸增大，直至重新達(dá)到平衡，說明t₂時加入了加入生成物SO₃，增大看生成物濃度；
t₄時改變條件的瞬間，正逆反應(yīng)速率瞬間都減小，且正反應(yīng)速率減小的幅度大于正反應(yīng)速率，導(dǎo)致v（正）＜v（逆），平衡向著逆向移動，若是減小壓強(qiáng)，平衡會向著逆向移動，v（逆）＞v（正）滿足圖象的變化；若減小溫度，該反應(yīng)為 放熱反應(yīng)，平衡向著正向移動，v（正）＞v（逆），與圖象變化不相符，所以t₃時刻是減小了壓強(qiáng)；
t₆時刻，改變條件下后，正逆反應(yīng)速率都增大，且v（正）=v（逆），說明改變的反應(yīng)條件不影響化學(xué)平衡，所以改變的條件為：加入催化劑；故答案為：增大生成物（SO₃）濃度、減壓、加催化劑；    
②平衡正向移動SO₃的百分含量增加，只有t₁～t₂ 平衡正向移動，所以此時A的百分含量最高，故選：A；
（4）Qc=$\frac{（\frac{1+0.6}{4}）^{2}}{\frac{2+1.2}{4}×（\frac{2+2.4}{4}）^{2}}$=0.165＜K，所以平衡正向移動，所以化學(xué)反應(yīng)速率是V_（正） 大于V_（逆），故答案為：大于．

點(diǎn)評 本題考查平衡常數(shù)、平衡移動、平衡影響因素、反應(yīng)方向的判斷、化學(xué)平衡圖象等，難度中等．