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）△H=-190kJ?mol^-1
（1）该反应500℃时的平衡常数

 

450℃时的平衡常数（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）判断该反应达到平衡状态的标志是

 

．（填字母）
a．SO₂和SO₃浓度相等    b．SO₂百分含量保持不变    c．容器中气体的压强不变
d．v（O₂）_正=2v（SO₃）_逆    e．容器中混合气体的密度保持不变
（3）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
（4）在一个固定容积为1L的密闭容器中充入0.20mol SO₂和0.10mol O₂，半分钟后达到平衡，测得容器中含SO₃ 0.10mol；则平衡常数K=

 

；用SO₂表示半分钟内的反应速率为

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,化学平衡常数的含义,化学平衡状态的判断,化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）化学反应是放热反应，升温，平衡逆向进行，平衡常数减小；
（2）化学平衡的标志是正逆反应速率相同，各组分含量保持不变，“变量不变”据此分析；
（3）提高二氧化硫转化率，平衡正向进行，依据平衡移动原理分析判断；
（4）依据化学平衡三段式列式计算平衡浓度，结合平衡常数概念、反应速率概念计算．

解答： 解：（1）2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-190kJ?mol^-1，反应是放热反应，升温平衡逆向进行，平衡常数减小，所以该反应500℃时的平衡常数小于该反应400℃时的平衡常数，
故答案为：＜；
（2）化学平衡的标志是正逆反应速率相同，各组分含量保持不变；
a．物质的浓度关系和起始量和转化率有关，SO₂和SO₃浓度相等不能说明费用达到平衡状态，故a不符合；
b．SO₂百分含量保持不变是平衡的标志，能说明费用达到平衡状态，故b符合；
c．反应前后气体体积改变，当容器中气体的压强不变说明费用达到平衡状态，故c符合；
d．速率之比等于化学方程式计量数之比，是正反应速率之比，当2v（O₂）_正=v（SO₃）_逆，说明三氧化硫正逆反应速率相同，但选项中速率之比错误，故d不符合；
e．反应前后气体质量不变，容器体积不变，密度在反应过程中和平衡状态都不变，容器中混合气体的密度保持不变不能说明费用达到平衡状态，故e不符合；
故答案为：bc；
（3）欲提高SO₂的转化率，平衡正向进行，
a．向装置中再充入N₂，恒温恒容容器，总压增大，分压不变，平衡不动，故a不符合；             
b．两种反应物增加一种会提高另一种的转化率，向装置中再充入O₂，二氧化硫转化率增大，故b符合；
c．改变反应的催化剂，改变反应速率但不改变化学平衡，故二氧化硫转化率不变，故c不符合；                 
d．反应是放热反应，升高温度平衡逆向进行，二氧化硫转化率减小，故d不符合；
故答案为：b；
（4）在一个固定容积为1L的密闭容器中充入0.20mol SO₂和0.10mol O₂，半分钟后达到平衡，测得容器中含SO₃ 0.10mol，
                 2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始量（mol/L）   0.20      0.10     0
变化量（mol/L）   0.10     0.050     0.10
平衡量（mol/L）   0.10     0.050     0.10
则平衡常数K=

(0.10)2

(0.10)2×0.050

=20；
用SO₂表示半分钟内的反应速率=

0.10mol/L

30min

=0.0033mol/（L?min），
故答案为：20；0.0033mol/（L?min）．

点评：本题考查了化学平衡影响因素分析，平衡常数、反应速率的计算应用，掌握平衡移动原理是关键，题目难度中等．