Question

5．硫酸生產(chǎn)中，SO₂催化氧化生成SO₃：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0
（1）如果2min內(nèi)SO₂的濃度由6mol/L下降為2mol/L，那么，用O₂濃度變化來(lái)表示的反應(yīng)速率為1mol•L^-1•min^-1．
（2）某溫度下，SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率（α）與體系總壓強(qiáng)（p）的關(guān)系如圖1所示．根據(jù)圖示回答下列問(wèn)題：

該反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式為K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）•c（{O}_{2}）}$平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)平衡常數(shù)K_（A）=K_（B）（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）此反應(yīng)在恒溫密閉的裝置中進(jìn)行，能充分說(shuō)明此反應(yīng)已達(dá)到平衡的標(biāo)志是AD（填字母）．
A．接觸室中氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變   B．接觸室中SO₂、O₂、SO₃的濃度相同C．接觸室中SO₂、SO₃的物質(zhì)的量之比為2：1：2  D．接觸室中壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化而變化（4）圖2表示該反應(yīng)在密閉容器中達(dá)到平衡時(shí)，由于條件改變而引起反應(yīng)速度和化學(xué)平衡的變化情況，a～b過(guò)程中改變的條件可能是升溫；b～c過(guò)程中改變的條件可能是減小SO₃濃度； 若增大壓強(qiáng)時(shí)，請(qǐng)把反應(yīng)速率變化情況畫(huà)在c～d處．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$和化學(xué)反應(yīng)速率之比等化學(xué)計(jì)量數(shù)之比進(jìn)行計(jì)算，得出正確結(jié)論；
（2）化學(xué)平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值，據(jù)此書(shū)寫(xiě)，溫度不變，則平衡常數(shù)K不變；
（3）可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等（同種物質(zhì)）或正逆反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比（不同物質(zhì)），平衡時(shí)各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理量不變，以此分析；根據(jù)正逆反應(yīng)速率的變化結(jié)合溫度、壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響判斷，a時(shí)逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，且正逆反應(yīng)速率都增大，b時(shí)正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，注意逆反應(yīng)速率突然減小的特點(diǎn)．

解答 解：（1）v（SO₂）=$\frac{6mol/L-2mol/L}{2min}$=2 mol•L^-1•min^-1；v（O₂）：v（SO₂）=1：2，v（O₂）=$\frac{1}{2}$v（SO₂）=1mol•L^-1•min^-1，故答案為：1mol•L^-1•min^-1；
（2）化學(xué)平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值，故可逆反應(yīng)2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g） 的平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）•c（{O}_{2}）}$，平衡常數(shù)只受溫度的影響，溫度不變，則壓強(qiáng)不變，平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，則K（A）=K（B），故答案為：K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）•c（{O}_{2}）}$；=；
（3）A．氣體的總質(zhì)量不變，隨反應(yīng)進(jìn)行，氣體的物質(zhì)的量減小，平均相對(duì)分子質(zhì)量增大，平均相對(duì)分子質(zhì)量不變，說(shuō)明到達(dá)平衡狀態(tài)，故A正確；
B．平衡時(shí)接觸室中SO₂、O₂的濃度一定不相同，開(kāi)始物質(zhì)的量為2：1，按2：1反應(yīng)，平衡時(shí)二者的物質(zhì)的量之比為2：1，濃度之比為2：1，故B錯(cuò)誤；
C．平衡時(shí)接觸室中SO₂、O₂、SO₃物質(zhì)的量之比可能為2：1：2，可能不是2：1：2，與二氧化硫的轉(zhuǎn)化率有關(guān)，故C錯(cuò)誤；
D．隨反應(yīng)進(jìn)行，氣體的物質(zhì)的量減小，接觸室中壓強(qiáng)減小，壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化而變化，說(shuō)明到達(dá)平衡狀態(tài)，故D正確；
故選AD； a時(shí)逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，且正逆反應(yīng)速率都增大，說(shuō)明平衡應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，該反應(yīng)的正反應(yīng)放熱，應(yīng)為升高溫度的結(jié)果，b時(shí)正反應(yīng)速率不變，逆反應(yīng)速率減小，在此基礎(chǔ)上逐漸減小，應(yīng)為減小生成物的原因，若增大壓強(qiáng)時(shí)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則正逆反應(yīng)速率都增大，且正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，圖象應(yīng)為，
故答案為：AD；升溫； 減小SO₃濃度；．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的圖象問(wèn)題、平衡常數(shù)的計(jì)算、平衡狀態(tài)的判斷等，難度中等，注意把握曲線的變化趨勢(shì)以及外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響．