题目内容

【题目】催化氧化反应:2SO2g+O2g2SO3g H0。在体积可变的密闭容器中,维持压强为1.01×105Pa,充入2molSO2和一定量的O2SO2的平衡转化率αSO2)随O2物质的量nO2)的变化关系如图1所示:

已知反应aA(g)+bB(g)gG(g)+hH(g)的标准平衡常数Kθ=,其中Pθ=1.01×105PaPGPHPAPB分别表示GHAB的分压,P(分压)=P(总压物质的量分数。

1)在绝热恒容的密闭容器中,能表明反应2SO2g+O2g2SO3g)已达到平衡状态的是___

A.vSO2=2vO2

B.当容器内温度不再变化时

C.各组分的物质的量相等

D.容器内气体密度不变

E.混合气体的平均相对分子质量不变

2)在1000℃时随着O2物质的量的增大,但SO2平衡转化率升高缓慢,其原因是___

3)求图1a点的标准平衡常数Kθ=___。在a点达到平衡后,若保持温度、压强不变,再向体系中充入SO2(g)O2(g)SO3(g)0.2mol时,此时v()___v()(填“<”“>”“=”)。

4)若在相同的恒容密闭容器中充入O2SO22mol,在不同温度下达到平衡,反应体系总压强随时间变化如图2所示,则达到平衡状态bc时,SO3体积分数较大的是___(填“b”“c”),原因是___

【答案】BE 1000℃时,该反应平衡常数很小,SO2平衡转化率的变化很小 176 > c 起始b压强大于c说明b温度高于c,该反应是放热反应,温度越低平衡时SO3的体积分数越大

【解析】

1)根据平衡状态的本质及特征分析解答;

2)根据温度对平衡常数及平衡移动方向的影响分析解答;

3)根据题给信息中平衡常数的表达式计算平衡常数,判断平衡移动方向;

4)实验b到达平衡时总压强变大,说明平衡逆向移动,而化学反应速率变大,考虑到该反应是放热反应,可能是升高温度所导致。

1A. vSO2=2vO2)并未体现正反应速率与逆反应速率的相对大小,不能说明反应已经达到平衡,故A不选;

B. 该容器为绝热容器,当容器内温度不再变化时,说明正反应速率等于逆反应速率,能说明反应已经达到平衡,故B选;

C. 各组分的物质的量相等不能说明各组分的浓度不再变化,也就不能说明反应达到平衡,故C不选;

D. 容器体积不变,且反应前后气体质量不变,所以容器内气体密度始终不变,不能说明反应达到平衡,故D不选;

E. 反应前后气体总质量不变,反应前后气体的总物质的量不相等,则混合气体的平均相对分子质量不变时,说明各组分的浓度不变,能说明反应已经达到平衡,故E选,故答案为:BE

22SO2g+O2g2SO3g)△H0,温度达到1000℃时该反应的平衡常数很小,使二氧化硫的平衡转化率小,在1000℃时,恒压条件下,充入氧气,cSO2)和cSO3)等倍数减小,cO2)增大,Qc=K,平衡正向移动,二氧化硫的平衡转化率增大,但变化很小,故答案为:1000℃时,该反应平衡常数很小,SO2平衡转化率的变化很小;

3a点达到平衡时,SO2的物质的量为2mol×(1-80%)=0.4mol,则

SO2O2SO3的分压分别为:1.01×105Pa×=1.01×105Pa×1.01×105Pa×1.01×105Pa×,则Kθ==176;再向体系中充入SO2(g)O2(g)SO3(g)0.2mol时,SO2O2SO3的分压分别为:1.01×105Pa×=1.01×105Pa×1.01×105Pa×1.01×105Pa×Qp==63Kθ,平衡向正向移动,v() >v(),故答案为:176>

4)如图所示,达到平衡状态bc时,SO3体积分数较大的是c;原因是起始b压强大于c说明b温度高于c,该反应是放热反应,温度越低平衡时SO3的体积分数越大,故答案为:c;起始b压强大于c说明b温度高于c,该反应是放热反应,温度越低平衡时SO3的体积分数越大。

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