Question

8．将SO₂氧化为SO₃是工业上生产硫酸的关键步骤．
（1）某温度下，SO₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）?SO₃（g）△H=-98kJ•mol^-1．开始时在100L的密闭容器中加入4.0mol SO₂（g）和10.0mol O₂（g），当反应达到平衡时共放出热量196kJ，该温度下平衡常数K=3.33．
（2）该反应在450℃时的平衡常数大于（填“大于”“小于”或“等于”）500℃时的平衡常数．
（3）下列有关该反应的说法正确的是C（填序号）．
A．保持容器的体积不变，当混合气体的密度不变时，说明反应已经达到平衡状态
B．达到平衡时若升高温度，混合气体中硫元素的质量分数将变大
C．达到平衡时若减小容器的体积，正反应速率将大于逆反应速率
D．达到平衡后，SO₂的转化率和O₂的转化率一定相等．

Answer 1

分析 （1）当反应达到平衡时共放出热量196kJ，可知参加反应的SO₂为$\frac{196kJ}{98kJ/mol}$=2mol，则
          SO₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）?SO₃（g）
开始      4                 10         0
转化      2                 1           2
平衡     2                 9            2
结合平衡浓度计算K；
（2）该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，K减小；
（3）A．保持容器的体积不变，当混合气体的密度始终不变；
B．由质量守恒定律可知，混合气体中硫元素的质量分数不变；
C．达到平衡时若减小容器的体积，压强增大，平衡正向移动；
D．起始量之比不等于化学计量数之比．

解答 解：（1）当反应达到平衡时共放出热量196kJ，可知参加反应的SO₂为$\frac{196kJ}{98kJ/mol}$=2mol，则
          SO₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）?SO₃（g）
开始      4                 10         0
转化      2                 1           2
平衡     2                 9            2
平衡浓度分别为0.02mol/L、0.09mol/L、0.02mol/L，
K=$\frac{0.02}{0.02×\sqrt{0.09}}$≈3.33，
故答案为：3.33；
（2）该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，K减小，则450℃时的平衡常数大于500℃时的平衡常数，
故答案为：大于；
（3）A．保持容器的体积不变，当混合气体的密度始终不变，不能判断平衡，故A错误；
B．由质量守恒定律可知，混合气体中硫元素的质量分数不变，故B错误；
C．达到平衡时若减小容器的体积，压强增大，平衡正向移动，则正反应速率将大于逆反应速率，故C正确；
D．起始量之比不等于化学计量数之比，则二者转化率不等，故D错误；
故答案为：C．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握化学平衡三段法、K的计算及平衡移动为解答本题的关键，侧重分析与应用的考查，注意物质的量与热量的关系，题目难度不大．