Question

14．将0.46mol SO₂和0.22mol氧气放入容积为2L的密闭容器中，发生反应2SO₂ （g）+O₂ （g）?2SO₃ （g），在一定温度下，反应达到平衡，得到0.24mol SO₃，则反应的平衡常数K=23.8．若温度不变，再加入1.0mol氧气后重新达到平衡，则SO₂的平衡浓度减小（填“增大”、“不变”或“减小”），氧气的转化率降低（填“升高”、“不变”或“降低”），SO₃的体积分数减小（填“增大”、“不变”或“减小”）．

Answer 1

分析 将0.46mol SO₂和0.22mol氧气放入容积为2L的密闭容器中，发生反应2SO₂ （g）+O₂ （g）?2SO₃ （g），在一定温度下，反应达到平衡，得到0.24mol SO₃，则：
                          2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始浓度（mol/L）：0.23    0.11     0
变化浓度（mol/L）：0.12    0.06     0.12
平衡浓度（mol/L）：0.11    0.05     0.12
根据化学平衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积之比计算K、影响化学平衡的因素分析温度不变，再加入1.0mol氧气后平衡正向移动的变化．

解答 解：将0.46mol SO₂和0.22mol氧气放入容积为2L的密闭容器中，发生反应2SO₂ （g）+O₂ （g）?2SO₃ （g），在一定温度下，反应达到平衡，得到0.24mol SO₃，则：
                          2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始浓度（mol/L）：0.23    0.11     0
变化浓度（mol/L）：0.12    0.06     0.12
平衡浓度（mol/L）：0.11    0.05     0.12
则化学平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）•c（{O}_{2}）}$=$\frac{0.1{2}^{2}}{0.1{1}^{2}×0.05}$=23.8；
若温度不变，再加入1.0mol氧气，则平衡正向移动，重新达到平衡，则 SO₂的平衡浓度增大，但氧气的转化率降低，
                         2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始量（mol）：0.22           0.1+1.0     0.24
变化量（mol）：2x                 x             2x
二次平衡（mol）：0.22-2x     1.1-x        0.24+2x
二次平衡时SO₃的体积分数：$\frac{0.24+2x}{0.22-2x+1.1-x+0.24+2x}$=$\frac{0.24+2x}{1.56-x}$，而x的极大值为0.1，故$\frac{0.24+2x}{1.56-x}$的极大值为30%，三氧化硫的体积分数减小；
 故答案为：23.8； 减小； 降低；减小．

点评 本题考查化学平衡计算，（2）中二次平衡时三氧化硫体积分数判断为易错点，注意利用极限法进行解答，难度中等．