Question

11．在一定條件下，二氧化硫和氧氣發(fā)生如下反應：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）；△H＜0．
（1）寫出該反應的化學平衡常數(shù)表達式：K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）c（{O}_{2}）}$．
（2）600℃時，在一體積可變的密閉容器中，將二氧化硫和氧氣混合，反應過程中SO₂、O₂、SO₃物質(zhì)的量變化如圖所示，反應處于平衡狀態(tài)的時間段是15min～20min、25min～30min．
（3）據(jù)圖判斷，反應進行至20min時，曲線發(fā)生變化的原因是增大了氧氣的物質(zhì)的量或通入氧氣（用文字表達），10min～15min的曲線變化的原因可能是ab（填寫編號）．
a．加了催化劑                 b．縮小容器體積
c．升高溫度                    d．增加SO₃的物質(zhì)的量
（4）若在15分鐘時，保持溫度和壓強不變，再充入0.2mol SO₃（g），則再次達到平衡時，SO₃（g）的物質(zhì)的量與SO₂（g）的物質(zhì)的量的比值將不變（填“變大”、“變小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）K為生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比；
（2）平衡時SO₂、O₂、SO₃物質(zhì)的量不變；
（3）反應進行至20min時，氧氣的物質(zhì)的量突然增大，平衡正向移動，二氧化硫的物質(zhì)的量減小，三氧化硫的物質(zhì)的量增大；10min～15min的曲線斜率大，反應速率加快；
（4）15分鐘時，保持溫度和壓強不變，由圖可知，平衡時SO₂、O₂、SO₃物質(zhì)的量分別為0.16mol、0.08mol、0.04mol，而保持溫度和壓強不變，再充入0.2mol SO₃（g），濃度不變，平衡不移動．

解答 解：（1）由2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）可知，K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）c（{O}_{2}）}$，故答案為：$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）c（{O}_{2}）}$；
（2）平衡時SO₂、O₂、SO₃物質(zhì)的量不變，由圖可知反應處于平衡狀態(tài)的時間段是15min～20min、25min～30min，故答案為：15min～20min、25min～30min；
（3）反應進行至20min時，氧氣的物質(zhì)的量突然增大，平衡正向移動，二氧化硫的物質(zhì)的量減小，三氧化硫的物質(zhì)的量增大，曲線發(fā)生變化的原因是增大了氧氣的物質(zhì)的量或通入氧氣；10min～15min的曲線斜率大，反應速率加快，則a．加了催化劑、b．縮小容器體積均可加快反應速率、且平衡正向移動，c中升高溫度平衡逆向移動，d中增大生成物的量，平衡逆向移動，c、d與圖象不符，
故答案為：增大了氧氣的物質(zhì)的量或通入氧氣；ab；
（4）15分鐘時，保持溫度和壓強不變，由圖可知，平衡時SO₂、O₂、SO₃物質(zhì)的量分別為0.16mol、0.08mol、0.04mol，而保持溫度和壓強不變，再充入0.2mol SO₃（g），濃度不變，平衡不移動，則再次達到平衡時，SO₃（g）的物質(zhì)的量與SO₂（g）的物質(zhì)的量的比值將不變，均為1：4，
故答案為：不變．

點評 本題考查化學平衡的計算，為高頻考點，把握K的意義、平衡移動、等效平衡為解答的關鍵，側重分析與應用能力的考查，注意平衡移動與圖象的結合，（4）為解答的難點，題目難度不大．