题目内容
【题目】在一定条件下,二氧化硫和氧气发生如下反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0
(1)写出该反应的化学平衡常数表达式K= ______________。降低温度,该反应K值_________,二氧化硫转化率 ________, (填“增大”“减小”或“不变”)
(2)600 ℃时,在一密闭容器中,将二氧化硫和氧气混合,反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图所示,反应处于平衡状态的时间是 _____________________。
(3)据右图判断,反应进行至20 min时,曲线发生变化的原因是 ______________________(用文字表达);10 min到15 min的曲线变化的原因可能是________(填写编号)。
a.加了催化剂 b.缩小容器体积
c.降低温度 d.增加SO3的物质的量
(4)已知在600℃时,2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)的平衡常数K=19,若600℃时测得容器内c(SO2)=0.3mol/L,c(O2)=0.1mol/L,c(SO3)=0.4mol/L,在这种情况下,该反应是否处于平衡状态?_________(填“是”或“否”)。此时,化学反应速率是v(正)_______v(逆)(填“>”、“<”或“=”),原因是_________________________。
【答案】 增大 增大 15min-20min,25min-30min 增大了O2的物质的量 a 否 > Qc=160/9<K,平衡正向移动
【解析】(1)本题考查化学平衡常数、勒夏特列原理,根据化学平衡常数的定义,此反应的化学平衡常数的表达式K=,化学平衡常数只受温度的影响,此反应属于放热反应,降低温度,反应向正反应方向进行,即K值增大,因为平衡向正反应方向移动,因此SO2的转化率增大;(2)考查化学平衡状态的判断,达到平衡组分的浓度或物质的量不变,因此达到平衡的时间是15min-20min,25min-30min;考查影响化学平衡移动的因素,根据图像,20min时,SO3和SO2物质的量不变,O2物质的量增大,因此曲线变化的原因是增大了O2的物质的量,10min时,改变因素,组分物质的量不变,化学反应速率增大,且同等增加,因此使用了催化剂,故a正确;(4)本题考查化学平衡常数的计算,利用Qc和K之间的关系,Qc=
=0.42/(0.32×0.1)=160/9<19,说明反应没有达到平衡,反应向正反应方向进行,即v(正)>v(逆)。
