题目内容

将0.050mol SO2和0.030mol O2放入容积为1L的密闭容器中,在一定条件下发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),△H=-196.64kJ/mol.
(1)若反应达到平衡后,c(SO3)=0.040mol/L,则该反应的平衡常数K=
 
,平衡时SO2的转化率为
 
,反应放出的热量为
 
.
(2)若反应达到平衡后,降低温度,则该反应的平衡常数
 
,SO2的转化率
 
,正反应速度
 
(以上均填“增大”、“减小”或“不变”).
(3)600℃时,SO2与O2在密闭容器内反应的过程中SO2、O2和SO3的物质的量随时间的变化如图所示:据图回答:
①反应处于平衡状态的时间是
 
.
②反应进行至20min时,曲线发生变化的原因是
 
(用文字表达).
③10min到15min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.
考点:化学平衡的计算,化学平衡的影响因素
专题:化学平衡专题
分析:(1)根据平衡后c(SO3)结合反应的方程式利用三段式法解答;
(2)该反应正反应是放热反应,降低温度平衡向正反应移动,反应速率减小;
(3)①反应混合物各物质的物质的量不变化,说明反应处于平衡状态;
②由图可知,反应进行至20min时,平衡向正反应移动,瞬间只有氧气的浓度增大;
③由图可知,反应向正反应进行,10min到15min反应混合物单位时间内的变化量增大,说明反应速率增大,10min改变瞬间,各物质的物质的量不变.据此结合选项分析.
解答: 解:(1)2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),
开始(mol/L)0.050    0.030     0
转化(mol/L)0.040    0.020     0.040
平衡(mol/L)0.010    0.010     0.040
该反应的平衡常数K=
(0.040)2
0.0102×0.010
=1.6×103(L/mol),
平衡时SO2的转化率为
0.040
0.050
×100%
=80%,
反应放出的热量为
0.04mol
2
×196.64kJ/mol=3.93kJ,
故答案为:1.6×103 L/mol; 80%; 3.93kJ;
(2)该反应正反应为放热反应,降低温度平衡向正反应方向移动,则平衡常数增大,二氧化硫转化率增大,降低温度反应速率减小,
故答案为:增大;增大;减小;
(3)①反应混合物各物质的物质的量不变化,说明反应处于平衡状态,由图可知在15-20min和25-30min出现水平直线,说明各组分的物质的量不变,反应处于平衡状态,
故答案为:15~20 min和25~30 min;
②图可知,反应进行至20min时,平衡向正反应移动,瞬间只有氧气的浓度增大,应是增大了氧气的浓度,
故答案为:增加了O2的量;
③10min到15min的曲线变化斜率增大,说明反应速率增大,
a.加了催化剂,增大反应速率,故a正确;
b.缩小容器体积,增大压强,增大反应速率,故b正确;
c.降低温度反应速率降低,故c错误;
d.10min改变瞬间,各物质的物质的量不变,不是增加SO3的物质的量,如增加SO3的物质的量,平衡向逆反应方向移动,则二氧化硫和氧气的浓度应增大,故d错误.
故答案为:ab.
点评:本题考查平衡常数、平衡移动、平衡影响元素、化学平衡图象等,难度中等,图象问题解题步骤:(1)看懂图象:①看面(即弄清纵坐标与横坐标的意义);②看线(即弄清线的走向和变化趋势);③看点(即弄清起点、拐点、交点、终点的意义);④看是否要作辅助线(如等温线、等压线);⑤看定量图象中有关量的多少.(2)联想规律:联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律.
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