Question

已知2SO₂ （g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196kJ?mol^-1，500⁰C時將2mol SO₂和1molO₂裝入一體積恒定的10L密閉容器中，2分鐘（t₁）時達(dá)到平衡．如圖所示：
請回答下列問題：
（1）用O₂表示2分鐘內(nèi)該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為

 

mol?L^-1?min^-1．計(jì)算500℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

 

．
（2）上圖表示該反應(yīng)在時刻t₁達(dá)到平衡后，時刻t₂因改變某個條件而發(fā)生變化的情況：圖中時刻t₂發(fā)生改變的條件可能是

 

（寫一個即可）．
（3）在上述條件下起始裝入的SO₂和O₂各2mol，達(dá)平衡后設(shè)SO₂的轉(zhuǎn)化率為x，列出求x的方程

 

．（不必求出x）
（4）某溫度時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=800，則該溫度

 

500℃（填“＞”、“＜”、“=”）．
（5）500℃時，若起始裝入的SO₂、O₂和SO₃分別為0.2mol、y mol、wmol，達(dá)到平衡時各組分的含量與第（3）完全相同，則y=

 

mol．剛開始時反應(yīng)向

 

（填“正”或“逆”）反應(yīng)方向進(jìn)行．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的量或濃度隨時間的變化曲線,化學(xué)平衡的計(jì)算

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）根據(jù)v=

△c

△t

計(jì)算反應(yīng)速率；根據(jù)K=

c2(SO3)

c2(SO2)?c(O2)

計(jì)算平衡常數(shù)；
（2）t₂到t₃時刻，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動，結(jié)合該可逆反應(yīng)和化學(xué)平衡移動的影響因素判斷；
（3）用x表示出平衡時SO₃、SO₂和O₂的濃度，代入化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式列式得出； （4）根據(jù)常數(shù)的相對大小，判斷平衡移動方向，再由溫度對化學(xué)平衡影響判斷；（5）達(dá)到平衡時各組分的含量與第（3）完全相同，則兩個化學(xué)平衡等效，由于反應(yīng)前后氣體體積不同，則轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物時，與（3）加入反應(yīng)物物質(zhì)的量相同；計(jì)算該加入物質(zhì)條件下的濃度商，與化學(xué)平衡常數(shù)比較，判斷移動方向．

解答： 解：（1）2SO₂ （g）+O₂（g）?2SO₃（g）
 開始   0.2mol/L       0.1mol/L            0mol/L
 變化   0.18mol/L      0.09mol/L           0.18mol/L
平衡時  0.02mol/L      0.01mol/L           0.18mol/L
2分鐘內(nèi)，用O₂表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為

0.09mol/L

2min

=0.045mol?L^-1?min^-1，500℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

c2(SO3)

c2(SO2)?c(O2)

=

(0.18mol/L)2

(0.02mol/L)2?0.01mol/L

=8.1×10³（mol?L^-1）^-1
故答案為：0.045mol?L^-1?min^-1、8.1×10³（mol?L^-1）^-1；
（2）t₂到t₃時刻，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動，且SO₂和SO₃濃度不變，可以通過降溫或增加O₂的濃度達(dá)到目的，
故答案為：降溫或增加O₂的濃度；
（3）2SO₂ （g）+O₂（g）?2SO₃（g）
 開始    0.2mol/L          0.1mol/L             0mol/L
 變化    0.2xmol/L         0.1xmol/L          0.2xmol/L  
2分鐘時  （ 0.2-0.2x）mol/L   （0.1-0.1x）mol/L      0.2xmol/L
所以K=

(0.2x)2

(0.2-0.2x)2?(0.1-0.1x)

=8100，
故答案為：

(0.2x)2

(0.2-0.2x)2?(0.1-0.1x)

=8100；
（4）K=800小于8.1×10³，平衡向逆反應(yīng)方向移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度向吸熱方向進(jìn)行，故溫度高于500℃，
故答案為：＞；
（5）2SO₂ （g）+O₂（g）?2SO₃（g）
  起始：0.2mol            ymol             wmol
  轉(zhuǎn)化：wmol            

w

2

mol             wmol
轉(zhuǎn)化后：（0.2+w）mol      （y+

w

2

）mol         0mol
與（3）等效，則（0.2+w）=2mol，w=1.8mol，（y+

w

2

）mol=2mol，y=1.1mol；
剛開始時，各物質(zhì)濃度為：c（SO₂）=

0.2mol

10L

=0.02mol/L，c（SO₃）=

1.8mol

10L

=0.18mol/L，c（O₂）=

1.1mol

10L

=0.11mol/L，
濃度商Q=

0.182

0.022?0.11

=736，小于化學(xué)平衡常數(shù)8100，應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，
故答案為：1.1；正．

點(diǎn)評：利用平衡常數(shù)的計(jì)算，考查方程式書寫、反應(yīng)速率計(jì)算、等效平衡等，難度適中，近幾年高考出現(xiàn)頻率較高，平時學(xué)習(xí)要加以注意．