Question

在450 ℃并有催化劑存在下，于一容積恒定的密閉容器內進行下列反應：

2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)　ΔH＝－190 kJ·mol^－1

(1)該反應500 ℃時的平衡常數________450 ℃時的平衡常數(填“>”、“<”或“＝”)。

(2)450 ℃時，在一2 L密閉容器中，將二氧化硫和氧化混合，反應過程中SO₂、O₂、SO₃物質的量變化如圖，反應處于平衡狀態(tài)的時間是________________。

(3)據圖判斷，反應進行至20 min時，曲線發(fā)生變化的原因是__________________(用文字表達)，10 min到15 min的曲線變化的原因可能是________(填字母)。

A．加了催化劑

B．縮小容器體積

C．降低溫度

D．增加SO₃物質的量

(4)欲提高SO₂的轉化率，下列措施可行的是________。(填字母)

a．向裝置中再充入N₂

b．向裝置中再充入O₂

c．改變反應的催化劑

d．升高溫度

(5)利用圖中數據計算450 ℃時反應進行至15 min時，SO₂的平衡轉化率為：________。

(6)450 ℃時，另一2 L容積不變的密閉容器中，測得某時刻各物質的量如下：

n(SO₂)＝0.4 mol，n(O₂)＝0.2 mol，n(SO₃)＝0.8 mol，則此時該反應向________進行(填“正反應方向”“逆反應方向”或“處于平衡狀態(tài)”)。

Answer 1

解析　(1)該反應為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，平衡常數減小。

(2)平衡狀態(tài)為各物質的濃度保持不變的狀態(tài)，所以15～20 min和25～30 min這兩個時間段，該反應處于平衡狀態(tài)。

(3)20 min時O₂的濃度從0.08 mol變成0.12 mol，而SO₂、SO₃的濃度未變，所以曲線變化的原因是增大了O₂的濃度；觀察10～15 min的曲線，可知：SO₂、O₂的物質的量繼續(xù)減小，SO₃的物質的量繼續(xù)增加，但反應速率明顯加快了，可能使用了催化劑，也可能縮小了容器的體積。

(4)欲提高SO₂的轉化率，應使平衡正向移動。

(5)φ(SO₂)＝×100%＝20%。

(6)450 ℃時，該反應的平衡常數為：K＝＝＝1.56，而此時各物質的濃度商為：Q_c＝＝＝40>K，所以該反應此時向逆反應方向進行。

答案　(1)<　(2)15～20 min和25～30 min　(3)增大O₂濃度(或通入O₂)　AB　(4)b　(5)20%　(6)逆反應方向