Question

二氧化硫是常用的化工原料，工業(yè)上常用它來制取硫酸．反應(yīng)之一是：
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6KJ/mol，回答下面的問題：
（1）反應(yīng)在恒溫、恒壓下的容積可變的密閉容器中進(jìn)行，若開始時(shí)放入1molO₂和2molSO₂，到達(dá)平衡時(shí)生成1.2molSO₃，則平衡時(shí)SO₂的轉(zhuǎn)化率為

 

；若再向容器中放入2molO₂和4molSO₂，到達(dá)平衡后生成的SO₃物質(zhì)的量為

 

mol．
（2）恒溫恒容下向該平衡體系中通入氬氣平衡向

 

移動(dòng)，恒溫恒壓下通入氬氣平衡

 

移動(dòng)．（填“正反應(yīng)”、“逆反應(yīng)”或“不”）
（3）某溫度下向體積為8L的密閉容器中通入SO₂和O₂發(fā)生反應(yīng)，上述反應(yīng)過程中SO₂、O₂、SO₃物質(zhì)的量變化如圖所示，回答下列問題：
①反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的時(shí)間段是

 

、

 

．
②該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)是

 

．
③反應(yīng)進(jìn)行至20min時(shí)，曲線發(fā)生變化的原因可能是：

 

 （用文字表達(dá)）．
（4）某溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=532.4，若反應(yīng)進(jìn)行到一定時(shí)間時(shí)混合體系中各物質(zhì)的濃度如下：
c（SO₂）=0.06mol/L；c（O₂）=0.40mol/L； c（SO₃）=2.00mol/L則該體系中反應(yīng)進(jìn)行的方向是：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）根據(jù)到達(dá)平衡時(shí)生成1.2molSO₃，計(jì)算出消耗的二氧化硫的物質(zhì)的量，再計(jì)算出二氧化硫的轉(zhuǎn)化率；由于恒壓條件下，兩個(gè)反應(yīng)為等效平衡；
（2）向平衡體系中通入氬氣，根據(jù)濃度變化來分析平衡移動(dòng)；
（3）①反應(yīng)混合物各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變化，說明反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；
②根據(jù)可逆反應(yīng)2SO₂（g）+O₂ （g）?2SO₃（g）的平衡常數(shù)表達(dá)式及圖中數(shù)據(jù)計(jì)算出平衡常數(shù)；
③由圖可知，反應(yīng)進(jìn)行至20min時(shí)，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，瞬間只有氧氣的濃度增大；
（4）計(jì)算出該溫度下的濃度商，然后與平衡常數(shù)比較，再判斷反應(yīng)方向．

解答： 解：（1）根據(jù)反應(yīng)2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），
                 2mol           2mol
               1.2mol          1.2mol
消耗的二氧化硫物質(zhì)的量為：1.2mol，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為：

1.2mol

2mol

×100%=60%；
由于反應(yīng)在反應(yīng)在恒溫、恒壓下進(jìn)行，所以兩個(gè)反應(yīng)為等效平衡，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率相同，所以再向容器中放入2mol O₂和4mol SO₂，到達(dá)平衡后生成的SO₃物質(zhì)的量為3.6mol，
故答案為：60%；3.6；
（2）恒溫恒容下向該平衡體系中通入氬氣，雖然壓強(qiáng)增大了，但反應(yīng)物和生成物的濃度都沒有變化，故平衡不移動(dòng)；恒溫恒壓下通入氬氣，雖然壓強(qiáng)沒有變化，但反應(yīng)物和生成物的濃度都變小，相當(dāng)于減壓，平衡向著氣體體積增大的方向移動(dòng)；
故答案：不；逆反應(yīng)；
（3）①反應(yīng)混合物各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變化，說明反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，由圖可知在15-20min和25-30min出現(xiàn)平臺，各組分的物質(zhì)的量不變，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，
故答案為：15-20、25-30；
②由圖示可知，達(dá)到平衡時(shí)，二氧化硫物質(zhì)的量為0.16mol，氧氣物質(zhì)的量為0.08mol，三氧化硫物質(zhì)的量為0.04mol，
所以c（SO₂）=

0.16mol

8L

=0.02mol/L，c（O₂）=

0.08mol

8L

=0.01mol/L，c（SO₃）=

0.04mol

8L

=0.005mol/L，
反應(yīng)2SO₂（g）+O₂ （g）?2SO₃（g）的平衡常數(shù)K=

0.0052

0.02 2×0.01

=

25

4

=6.25，
故答案為：6.25；
③由圖可知，反應(yīng)進(jìn)行至20min時(shí)，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，瞬間只有氧氣的濃度增大，應(yīng)是增大了氧氣的濃度，
故答案為：增大了氧氣的濃度；
（4）濃度商為：

(2.00) 2

(0.06)2×(0.4)

=2777.8＞K=532.4，所以平衡向著逆向移動(dòng)，故答案為：向逆反應(yīng)方向進(jìn)行．

點(diǎn)評：本題考查平衡常數(shù)、平衡移動(dòng)、化學(xué)平衡圖象等，難度中等，圖象問題解題步驟：（1）看懂圖象：①看面（即弄清縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)的意義）；②看線（即弄清線的走向和變化趨勢）；③看點(diǎn)（即弄清起點(diǎn)、拐點(diǎn)、交點(diǎn)、終點(diǎn)的意義）；④看是否要作輔助線（如等溫線、等壓線）；⑤看定量圖象中有關(guān)量的多少．（2）聯(lián)想規(guī)律：聯(lián)想外界條件的改變對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響規(guī)律．