Question

4．向某10L的恒溫密閉容器中充入2molSO₂和1molO₂，2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）反應(yīng)過(guò)程的能量變化如圖1所示．已知1mol SO₂（g）氧化為1mol SO₃放熱99kJ，請(qǐng)回答：
（1）圖中A點(diǎn)表示反應(yīng)物的總能量或2molSO₂（g）和1molO₂（g）的總能量．
（2）該反應(yīng)通常用V₂O₅作催化劑，加V₂O₅會(huì)使圖中B點(diǎn)降低（填“升高”還是“降低”），△H不變（填“變大”、“變小”或“不變”）．
（3）能說(shuō)明容器中已達(dá)到平衡狀態(tài)的是ACD
A．反應(yīng)速率v_逆（SO₃）=2v_正（O₂）
B．容器內(nèi)的氣體密度保持不變
C．容器中氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間而變化
D．容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變
（4）該溫度下，SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率（α）與體系總壓強(qiáng)p的關(guān)系如圖2所示，反應(yīng)達(dá)平衡后，體系總壓強(qiáng)為0.10MPa．該反應(yīng)的平衡常數(shù)等于800
（5）平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)．平衡常數(shù)K_（A）=K_（B）（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

分析 （1）A、C分別表示應(yīng)物總能量的生成物總能量；
（2）加入催化劑改變了反應(yīng)的途徑，降低反應(yīng)所需的活化能，所以E的變化是減��；而反應(yīng)物和生成物的總能量不變，所以反應(yīng)熱不變；
（3）根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征解答，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時(shí)要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生變化，當(dāng)該物理量由變化到定值時(shí)，說(shuō)明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)；
（4）由圖象知，體系總壓強(qiáng)為0.10MPa時(shí)SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率為0.8，則
2SO₂（g）+O₂（g） $?_{△}^{催化劑}$ 2SO₃（g）
起始：2.0mol 1.0mol 0
轉(zhuǎn)化：1.6mol 0.8mol 1.6mol
平衡：0.4mol 0.2mol 1.6mol
則平衡時(shí)：c（SO₂）=0.04mol/L，c（O₂）=0.02mol/L，c（SO₃）=0.16mol/L，根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式求解；
（5）平衡常數(shù)只受溫度的影響，溫度不變．

解答 解：（1）因圖中A、C分別表示反應(yīng)物總能量、生成物總能量，故答案為：反應(yīng)物的總能量或2molSO₂（g）和1molO₂（g）的總能量；
（2）加入催化劑改變了反應(yīng)的途徑，降低反應(yīng)所需的活化能，所以E的變化是減�。欢�反應(yīng)物和生成物的總能量不變，所以反應(yīng)熱不變，故答案為：降低；不變；
（3）A．反應(yīng)速率v_逆（SO₃）=2v_逆（O₂）=2v_正（O₂），所達(dá)平衡狀態(tài)，故A正確
B．容器內(nèi)的氣體密度一直保持不變，故B錯(cuò)誤；
C．容器中氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間而變化，說(shuō)明氣體的物質(zhì)的量不變，達(dá)平衡狀態(tài)，故C正確；
D．容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變，說(shuō)明氣體的物質(zhì)的量不變，達(dá)平衡狀態(tài)，故D正確；
故選：ACD；
（4）由圖象知，體系總壓強(qiáng)為0.10MPa時(shí)SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率為0.8，則
     2SO₂（g）+O₂（g） $?_{△}^{催化劑}$ 2SO₃（g）
起始：2.0mol   1.0mol         0
轉(zhuǎn)化：1.6mol   0.8mol       1.6mol
平衡：0.4mol   0.2mol       1.6mol
則平衡時(shí)：c（SO₂）=0.04mol/L，c（O₂）=0.02mol/L，c（SO₃）=0.16mol/L，
K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）•c（{O}_{2}）}$=$\frac{0.1{6}^{2}}{0.0{4}^{2}×0.02}$=800，
故答案為：800；
（5）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：=．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查化學(xué)平衡狀態(tài)、化學(xué)平衡常數(shù)、注意催化劑對(duì)反應(yīng)的影響，題目難度中等，本題易錯(cuò)點(diǎn)為化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算，注意計(jì)算過(guò)程的把握．