Question

一定溫度下,向一容積為5 L的恒容密閉容器中充入0.4 mol SO₂和0.2 mol O₂,發(fā)生反應(yīng):2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g) ΔH="-196" kJ·mol^-1。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),容器內(nèi)壓強(qiáng)變?yōu)槠鹗紩r(shí)的0.7倍。請回答下列問題:
(1)判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是   (填字母)。
a.SO₂、O₂、SO₃三者的濃度之比為2∶1∶2
b.容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變
c.容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變
d.SO₃的物質(zhì)的量不再變化
e.SO₂的生成速率和SO₃的生成速率相等
(2)①SO₂的轉(zhuǎn)化率為   ;②達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)放出的熱量為       ;③此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=     。 
(3)如圖表示平衡時(shí)SO₂的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)和溫度變化的曲線,則:

①溫度關(guān)系:T₁   T₂(填“＞”、“＜”或“=”,下同);
②平衡常數(shù)關(guān)系:K_A   K_B,K_A   K_D。

Answer 1

(1)b、d、e (2)①90% ②35.28 kJ ③20 250
(3)①＜ ②= ＞

(1)SO₂、O₂、SO₃三者濃度比為2∶1∶2,與平衡狀態(tài)無必然聯(lián)系,不能作為建立平衡的標(biāo)志,容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)隨反應(yīng)進(jìn)行而變化,氣體壓強(qiáng)不變,則建立平衡;氣體總質(zhì)量不變,容器體積不變,混合氣體密度也不變,不能作為平衡狀態(tài)標(biāo)志;SO₃的物質(zhì)的量是隨反應(yīng)進(jìn)行而發(fā)生變化的,當(dāng)其不變時(shí),表示反應(yīng)已建立平衡;SO₂的生成速率是v(SO₂)_逆,SO₃生成速率是v(SO₃)_正,而v(SO₂)_正=v(SO₃)_正,則有v(SO₂)_逆=v(SO₂)_正,這是平衡建立的根本標(biāo)志。所以可作為平衡狀態(tài)標(biāo)志的是b、d、e。
(2)      2SO₂(g)+O₂(g)   2SO₃(g)
起始(mol)  0.4  0.2             0
變化(mol)  x   x/2             x
平衡(mol)  0.4-x   0.2-x/2       x
T、V恒定,氣體的壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比=,解得x=0.36,故SO₂轉(zhuǎn)化率為:×100%=90%。放出熱量為: kJ·mol^-1×0.4 mol×90%="35.28" kJ,K==="20" 250。
(3)該反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度升高平衡左移,SO₂體積分?jǐn)?shù)增大,所以T₂＞T₁,平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),溫度不變,K值不變,則K_A=K_B,升溫,平衡左移,K值減小,K_A＞K_D。