Question

在一定條件下，二氧化硫和氧氣發(fā)生如下反應(yīng)：
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）（△H＜0）
（1）寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式 K=

 

（2）降低溫度，該反應(yīng)K值

 

，二氧化硫轉(zhuǎn)化率

 

，
化學(xué)反應(yīng)速率

 

（以上均填增大、減小或不變）
（3）600℃時(shí)，在一密閉容器中，將二氧化硫和氧氣混合，反應(yīng)過
程中SO₂、O₂、SO₃物質(zhì)的量變化如圖，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的時(shí)間是

 

．
（4）據(jù)圖判斷，反應(yīng)進(jìn)行至20min時(shí)，曲線發(fā)生變化的原因是

 

（用文字表達(dá)），10-15min的曲線變化的原因能是

 

（填寫編號）
a．加了催化劑  b．縮小容器體積     c．降低溫度     d．增加SO₃的物質(zhì)的量
（5）將0.23mol SO₂和0.11O₂ mol放入容積為1L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)2SO₂+O₂ 

催化劑

△

2SO₃（正反應(yīng)放熱），在一定溫度下，反應(yīng)達(dá)到平衡，得到0.12mol SO₃，則計(jì)算出改反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

 

．若溫度不變，再加入0.50mol O₂后重新達(dá)到平衡，則SO₂的平衡濃度

 

（填“增大”、“不變”或“減小”），O₂的轉(zhuǎn)化率

 

（填“升高”、“不變”或“降低”），SO₃的體積分?jǐn)?shù)

 

（填“增大”、“不變”或“減小”）．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線,用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行計(jì)算,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）根據(jù)反應(yīng)方程式書寫K的表達(dá)式；
（2）降低溫度平衡向放熱反應(yīng)方向移動，根據(jù)平衡的移動判斷溫度對平衡常數(shù)、二氧化硫轉(zhuǎn)化率影響，降低溫度反應(yīng)速率減�。�
（3）反應(yīng)混合物各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變化，說明反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；
（4）由圖可知，反應(yīng)進(jìn)行至20min時(shí)，改變體積，平衡向正反應(yīng)移動，瞬間只有氧氣的濃度增大；由圖可知，反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行，10min到15min反應(yīng)混合物單位時(shí)間內(nèi)的變化量增大，說明反應(yīng)速率增大，10min改變瞬間，各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變；
（5）依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算，結(jié)合平衡常數(shù)概念是利用生成物平衡濃度的冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度的冪次方乘積得到；增加反應(yīng)物濃度平衡正移，由于由于只加入了一種反應(yīng)物，平衡正向移動的程度較小，其轉(zhuǎn)化率減小，其它反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大．

解答： 解：（1）在一定條件下，二氧化硫和氧氣發(fā)生如下反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為：

c2(SO3)

c2(SO2)?c(O2)

，
故答案為：

c2(SO3)

c2(SO2)?c(O2)

；
（2）該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)k增大，二氧化硫轉(zhuǎn)化率增大，降低溫度反應(yīng)速率減小，故答案為：增大、增大、減��；
（3）反應(yīng)混合物各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變化，說明反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，由圖可知在15-20min和25-30min出現(xiàn)平臺，各組分的物質(zhì)的量不變，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，
故答案為：15-20min和25-30min；
（4）由圖可知，反應(yīng)進(jìn)行至20min時(shí)，平衡向正反應(yīng)移動，瞬間只有氧氣的濃度增大，應(yīng)是增大了氧氣的濃度．由圖可知，反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行，10min到15min反應(yīng)混合物單位時(shí)間內(nèi)的變化量增大，說明反應(yīng)速率增大，10min改變瞬間，各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變．
a．加了催化劑，增大反應(yīng)速率，故a正確；
b．縮小容器體積，增大壓強(qiáng)，增大反應(yīng)速率，故b正確；
c．降低溫度反應(yīng)速率降低，故c錯(cuò)誤；
d．10min改變瞬間，各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，不是增加SO₃的物質(zhì)的量，故d錯(cuò)誤；
故答案為：增大氧氣的濃度；ab；
（5）將0.23mol SO₂和0.11mol O₂放入容積為1L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)2SO₂+O₂

催化劑  .

△

2SO₃，在一定溫度下，反應(yīng)達(dá)到平衡，得到0.12mol SO3，依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算；
                2SO₂ +O₂

催化劑  .

△

  2SO₃，
起始量（mol/L）  0.23    0.11        0
變化量（mol/L）  0.12    0.06       0.12
平衡量（mol/L）  0.11    0.05       0.12 
平衡常數(shù)K=

c2(SO3)

c2(SO2)?c(O2)

=

0.122

0.112?0.05

=23.80L/mol；
但若保持溫度不變，再加入1mol O₂，平衡正向進(jìn)行，增大了二氧化硫的轉(zhuǎn)化率，SO₂的平衡濃度減小，本身轉(zhuǎn)化率降低；由于只加入了一種反應(yīng)物，平衡正向移動的程度較小，則重新達(dá)到平衡時(shí)生成的三氧化硫較少，而總體積增大，所以三氧化硫的體積分?jǐn)?shù)減小，
故答案為：23.80L/mol、減小、降低、減小．

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．