Question

一定条件下，将SO₂和O₂充入一密闭容器中，发生如下反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0．反应过程中SO₂、O₂、SO₃物质的量变化如图所示：回答下列问题
（1）写出该反应的化学平衡常数表达式：K=

 

．
（2）降低温度，该反应K值将

 

，二氧化硫转化率

 

（以上均填“增大”“减小”或“不变”）．
（3）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，反应处于平衡状态的时间是

 

．
（4）据图判断，反应进行至20min时，曲线发生变化的原因是

 

（用文字表达），10min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
（5）在相同的条件下，在相同的容器中，加入0.1mol的SO₂和0.1mol的SO₃，要使达到平衡时与原平衡各组分的含量相同，则还应加入O₂

 

  mol．

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,化学平衡的影响因素,等效平衡,化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）平衡常数指达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值；
（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）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；
（4）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；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；
（5）依据等效平衡分析，等量等效，二氧化硫和氧气起始量等于原起始量，则平衡状态相同，达到平衡时与原平衡各组分的含量相同；

解答： 解：（1）可逆反应2SO₂（g）+O₂ （g）?2SO₃（g）的平衡常数k=

c2(SO3)

c2(SO2)c(O2)

；
故答案为：

c2(SO3)

c2(SO2)c(O2)

；
（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，平衡常数增大，二氧化硫转化率增大；
故答案为：增大；增大；
（3）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出现平台，各组分的物质的量不变，反应处于平衡状态，
故答案为：15-20min；
（4）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，应是增大了氧气的浓度；
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．
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，故d错误．
故选：ab；
故答案为：增大了氧气的浓度；ab；
（5）在相同的条件下，在相同的容器中，加入0.1mol的SO₂和0.1mol的SO₃，要使达到平衡时与原平衡各组分的含量相同，等量等效，二氧化硫和氧气起始量等于原起始量，则平衡状态相同，图象分析可知起始量
                  2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），
起始量（mol）：0.2      0.1        0
加入量（mol）     0.1                  0.1
转化起始量（mol）  0.2       0.05         0
所以需要加入氧气0.05mol；
故答案为：0.05；

点评：本题考查了化学平衡常数概念，平衡影响因素分析判断，平衡标志理解分析，等效平衡的计算应用，掌握基础是关键，题目难度中等．