Question

【題目】催化氧化反應(yīng)：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g） △H＜0。在體積可變的密閉容器中，維持壓強(qiáng)為1.01×105Pa，充入2molSO2和一定量的O2，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率α（SO2）隨O2物質(zhì)的量n（O2）的變化關(guān)系如圖1所示：

已知反應(yīng)aA(g)+bB(g)gG(g)+hH(g)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Kθ=，其中Pθ=1.01×105Pa，PG，PH，PA，PB分別表示G，H，A，B的分壓，P(分壓)=P(總壓)×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。

（1）在絕熱恒容的密閉容器中，能表明反應(yīng)2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）已達(dá)到平衡狀態(tài)的是___。

A.v（SO2）=2v（O2）

B.當(dāng)容器內(nèi)溫度不再變化時(shí)

C.各組分的物質(zhì)的量相等

D.容器內(nèi)氣體密度不變

E.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變

（2）在1000℃時(shí)隨著O2物質(zhì)的量的增大，但SO2平衡轉(zhuǎn)化率升高緩慢，其原因是___。

（3）求圖1中a點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Kθ=___。在a點(diǎn)達(dá)到平衡后，若保持溫度、壓強(qiáng)不變，再向體系中充入SO2(g)，O2(g)，SO3(g)各0.2mol時(shí)，此時(shí)v(正)___v(逆)（填“<”“>”或“=”）。

（4）若在相同的恒容密閉容器中充入O2和SO2各2mol，在不同溫度下達(dá)到平衡，反應(yīng)體系總壓強(qiáng)隨時(shí)間變化如圖2所示，則達(dá)到平衡狀態(tài)b和c時(shí)，SO3體積分?jǐn)?shù)較大的是___（填“b”或“c”），原因是___。

Answer 1

【答案】BE 1000℃時(shí)，該反應(yīng)平衡常數(shù)很小，SO2平衡轉(zhuǎn)化率的變化很小 176 > c 起始b壓強(qiáng)大于c說明b溫度高于c，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度越低平衡時(shí)SO3的體積分?jǐn)?shù)越大

【解析】

（1）根據(jù)平衡狀態(tài)的本質(zhì)及特征分析解答；

（2）根據(jù)溫度對平衡常數(shù)及平衡移動方向的影響分析解答；

（3）根據(jù)題給信息中平衡常數(shù)的表達(dá)式計(jì)算平衡常數(shù)，判斷平衡移動方向；

（4）實(shí)驗(yàn)b到達(dá)平衡時(shí)總壓強(qiáng)變大，說明平衡逆向移動，而化學(xué)反應(yīng)速率變大，考慮到該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，可能是升高溫度所導(dǎo)致。

（1）A. v（SO2）=2v（O2）并未體現(xiàn)正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率的相對大小，不能說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡，故A不選；

B. 該容器為絕熱容器，當(dāng)容器內(nèi)溫度不再變化時(shí)，說明正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，能說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡，故B選；

C. 各組分的物質(zhì)的量相等不能說明各組分的濃度不再變化，也就不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故C不選；

D. 容器體積不變，且反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變，所以容器內(nèi)氣體密度始終不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故D不選；

E. 反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量不變，反應(yīng)前后氣體的總物質(zhì)的量不相等，則混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變時(shí)，說明各組分的濃度不變，能說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡，故E選，故答案為：BE；

（2）2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）△H＜0，溫度達(dá)到1000℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)很小，使二氧化硫的平衡轉(zhuǎn)化率小，在1000℃時(shí)，恒壓條件下，充入氧氣，c（SO2）和c（SO3）等倍數(shù)減小，c（O2）增大，Qc=＜K，平衡正向移動，二氧化硫的平衡轉(zhuǎn)化率增大，但變化很小，故答案為：1000℃時(shí)，該反應(yīng)平衡常數(shù)很小，SO2平衡轉(zhuǎn)化率的變化很小；

（3）a點(diǎn)達(dá)到平衡時(shí)，SO2的物質(zhì)的量為2mol×(1-80%)=0.4mol，則

SO2，O2，SO3的分壓分別為：1.01×105Pa×=1.01×105Pa×、1.01×105Pa×、1.01×105Pa×，則Kθ==176；再向體系中充入SO2(g)，O2(g)，SO3(g)各0.2mol時(shí)，SO2，O2，SO3的分壓分別為：1.01×105Pa×=1.01×105Pa×、1.01×105Pa×、1.01×105Pa×，Qp==63＜Kθ，平衡向正向移動，v(正) >v(逆)，故答案為：176；>；

（4）如圖所示，達(dá)到平衡狀態(tài)b和c時(shí)，SO3體積分?jǐn)?shù)較大的是c；原因是起始b壓強(qiáng)大于c說明b溫度高于c，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度越低平衡時(shí)SO3的體積分?jǐn)?shù)越大，故答案為：c；起始b壓強(qiáng)大于c說明b溫度高于c，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度越低平衡時(shí)SO3的體積分?jǐn)?shù)越大。