Question

11．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）；△H＜0．
（1）写出该反应的化学平衡常数表达式：K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）c（{O}_{2}）}$．
（2）600℃时，在一体积可变的密闭容器中，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段是15min～20min、25min～30min．
（3）据图判断，反应进行至20min时，曲线发生变化的原因是增大了氧气的物质的量或通入氧气（用文字表达），10min～15min的曲线变化的原因可能是ab（填写编号）．
a．加了催化剂                 b．缩小容器体积
c．升高温度                    d．增加SO₃的物质的量
（4）若在15分钟时，保持温度和压强不变，再充入0.2mol SO₃（g），则再次达到平衡时，SO₃（g）的物质的量与SO₂（g）的物质的量的比值将不变（填“变大”、“变小”或“不变”）．

Answer 1

分析 （1）K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比；
（2）平衡时SO₂、O₂、SO₃物质的量不变；
（3）反应进行至20min时，氧气的物质的量突然增大，平衡正向移动，二氧化硫的物质的量减小，三氧化硫的物质的量增大；10min～15min的曲线斜率大，反应速率加快；
（4）15分钟时，保持温度和压强不变，由图可知，平衡时SO₂、O₂、SO₃物质的量分别为0.16mol、0.08mol、0.04mol，而保持温度和压强不变，再充入0.2mol SO₃（g），浓度不变，平衡不移动．

解答 解：（1）由2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）可知，K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）c（{O}_{2}）}$，故答案为：$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）c（{O}_{2}）}$；
（2）平衡时SO₂、O₂、SO₃物质的量不变，由图可知反应处于平衡状态的时间段是15min～20min、25min～30min，故答案为：15min～20min、25min～30min；
（3）反应进行至20min时，氧气的物质的量突然增大，平衡正向移动，二氧化硫的物质的量减小，三氧化硫的物质的量增大，曲线发生变化的原因是增大了氧气的物质的量或通入氧气；10min～15min的曲线斜率大，反应速率加快，则a．加了催化剂、b．缩小容器体积均可加快反应速率、且平衡正向移动，c中升高温度平衡逆向移动，d中增大生成物的量，平衡逆向移动，c、d与图象不符，
故答案为：增大了氧气的物质的量或通入氧气；ab；
（4）15分钟时，保持温度和压强不变，由图可知，平衡时SO₂、O₂、SO₃物质的量分别为0.16mol、0.08mol、0.04mol，而保持温度和压强不变，再充入0.2mol SO₃（g），浓度不变，平衡不移动，则再次达到平衡时，SO₃（g）的物质的量与SO₂（g）的物质的量的比值将不变，均为1：4，
故答案为：不变．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握K的意义、平衡移动、等效平衡为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意平衡移动与图象的结合，（4）为解答的难点，题目难度不大．