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【题目】将一定量的SO2和含1molO2的空气(不考虑其他酸性气体)充入2L的恒容密闭容器中,某温度时,在催化剂作用下发生反应:2SO2(g)+O2 (g) 2SO3 (g) △H<0。反应达到平衡后,将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液,气体减少了1.8 mol。再将剩余气体通过某溶液吸收O2,气体又减少了0.2 mol。请回答下列问题:

(1)判断该反应达到平衡状态的标志是________(填字母)。

a.容器中混合气体的密度保持不变 b.SO2体积分数保持不变

c.容器中气体的压强不变 d.SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等

(2)欲提高SO2的转化率,下列措施可行的是_______(填字母)。

a.向容器中再充人N2 b.向容器中再充入O2

c.改变反应的催化剂 d.降低温度

(3)升高温度,上述反应的平衡常数K______(填“增大”“减小”或“不变”,下同),化学反应速率______。

(4)该温度下,反应2SO2 (g) +O2 (g) 2SO3(g)的平衡常数K=___________。

【答案】 bc bd 减小 增大 640(或640 L/mol)

【解析】(1)a.密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,容器中混合气体的密度保持不变不能说明反应达到平衡状态,a错误;b.SO2体积分数保持不变说明正逆反应速率相等,达到平衡状态,b正确;c.正反应体积减小,因此容器中气体的压强不变说明正逆反应速率相等,达到平衡状态,c正确;d.SO3的生成速率与SO2的消耗速率均是正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,d错误,答案选bc;(2)a.向容器中再充人N2,压强增大,但反应物浓度不变,平衡不移动,a错误;b.向容器中再充入O2,氧气浓度增大,平衡向正反应方向进行,SO2转化率增大,b正确;c.改变反应的催化剂不能改变平衡状态,转化率不变,c错误;d.正反应放热,降低温度平衡向正反应方向进行,SO2转化率升高,d正确,答案选bd;(3)正反应放热,升高温度,反应速率增大,平衡向逆反应方向进行,上述反应的平衡常数K减小。(4)反应达到平衡后,将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液,气体减少了1.8 mol,即平衡时SO2和三氧化硫物质的量之和是1.8mol。再将剩余气体通过某溶液吸收O2,气体又减少了0.2 mol,即平衡时氧气是0.2mol,所以消耗氧气是1mol-0.2mol=0.8mo,生成三氧化硫是1.6mol,所以平衡时SO2是1.8mol-1.6mol=0.2mol,因此该温度下平衡时SO2、O2、SO3的浓度分别是(mol/L)0.1、0.1、0.8,则平衡常数K=。

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