Question

（12分）硫酸是重要的化工原料，二氧化硫生成三氧化硫是硫酸工业的重要反应之一。

（1）现将一定量的SO₂（g）和O₂（g）放入某固定体积的密闭容器中，在一定条件下，反应2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g）达到平衡状态。

①上述反应平衡常数的表达式K=__________

②能判断该反应达到平衡状态的标志是__________。（填字母）

a. SO₂和SO₃浓度相等    b. SO₂百分含量保持不变

c. 容器中气体的压强不变  d. SO₃的生成速率与SO₂的消耗速率相等。

（2）某温度下，SO₂的平衡转化率（）与体系总压强（P）的关系如下图1所示。平衡状态由A变到B时，平衡常数K（A）__________K（B）（填“>”、“<”或“=”）。

（3）如图2所示，保持温度不变，在一定反应条件下，将2molSO₂和1molO₂加入甲容器中，将4molSO₂和2molO₂加入乙容器中，隔板K不能移动。此时控制活塞P，使乙的容积为甲的2倍。

①若移动活塞P，使乙的容积和甲相等，达到新平衡时，SO₃的体积分数甲__________乙。（填：“大于”、“小于”、或“等于”）

②若在甲容器中通入一定量的He气，使容器内的压强增大，则c（SO₃）／c（SO₂）将__________填：“增大”、“减小”、“不变”、“无法确定”）

（4）将一定量的SO₂（g）和O₂（g）放入某固定体积的密闭容器中，在一定条件下，c（SO₃）的变化如下图所示。若在第5分钟将容器的体积缩小一半后，在第8分钟达到新的平衡（此时SO₃的浓度约为0.25mol／L）。请在下图中画出此变化过程中SO₃浓度的变化曲线。

 

Answer 1

【答案】

（1）①            ②bc

（2）=    （3）①小于       ②不变   （4）

【解析】（1）①平衡常数是指在一定条件下，可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，因此该反应的表达式为。

②在一定条件下，当可逆反应中正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），各种物质的浓度或含量均不再发生变化的状态，是化学平衡状态，所以b正确。平衡时浓度不再发生变化，但物质之间的浓度不一定相等或满足某种关系，a不正确。反应时体积减小的，因此在反应反应过程中，压强是变化的，c正确。D中反应速率的方向是相同的，是恒成立的，d不正确，答案选bc。

（2）平衡常数只与温度有关系，所以AB两点的平衡常数相等。

（3）①乙的容积和甲相等时，相当于增大乙中压强，所以平衡向正反应方向移动，因此乙中SO₂的体积分数大于甲中的。

②由于甲的体积不变，所以其浓度不变，平衡不移动，因此c（SO₃）／c（SO₂）不变。

在第5分钟将容器的体积缩小一半，则瞬间物质的浓度都是原来的2倍，但平衡向正反应方向移动，所以变化曲线是（见答案）。