Question

在450 ℃并有催化剂存在下，于一容积恒定的密闭容器内进行下列反应：

2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)　ΔH＝－190 kJ·mol^－1

(1)该反应500 ℃时的平衡常数________450 ℃时的平衡常数(填“>”、“<”或“＝”)。

(2)450 ℃时，在一2 L密闭容器中，将二氧化硫和氧化混合，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________________。

(3)据图判断，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________(填字母)。

A．加了催化剂

B．缩小容器体积

C．降低温度

D．增加SO₃物质的量

(4)欲提高SO₂的转化率，下列措施可行的是________。(填字母)

a．向装置中再充入N₂

b．向装置中再充入O₂

c．改变反应的催化剂

d．升高温度

(5)利用图中数据计算450 ℃时反应进行至15 min时，SO₂的平衡转化率为：________。

(6)450 ℃时，另一2 L容积不变的密闭容器中，测得某时刻各物质的量如下：

n(SO₂)＝0.4 mol，n(O₂)＝0.2 mol，n(SO₃)＝0.8 mol，则此时该反应向________进行(填“正反应方向”“逆反应方向”或“处于平衡状态”)。

Answer 1

解析　(1)该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小。

(2)平衡状态为各物质的浓度保持不变的状态，所以15～20 min和25～30 min这两个时间段，该反应处于平衡状态。

(3)20 min时O₂的浓度从0.08 mol变成0.12 mol，而SO₂、SO₃的浓度未变，所以曲线变化的原因是增大了O₂的浓度；观察10～15 min的曲线，可知：SO₂、O₂的物质的量继续减小，SO₃的物质的量继续增加，但反应速率明显加快了，可能使用了催化剂，也可能缩小了容器的体积。

(4)欲提高SO₂的转化率，应使平衡正向移动。

(5)φ(SO₂)＝×100%＝20%。

(6)450 ℃时，该反应的平衡常数为：K＝＝＝1.56，而此时各物质的浓度商为：Q_c＝＝＝40>K，所以该反应此时向逆反应方向进行。

答案　(1)<　(2)15～20 min和25～30 min　(3)增大O₂浓度(或通入O₂)　AB　(4)b　(5)20%　(6)逆反应方向