Question

二氧化硫是常用的化工原料，工业上常用它来制取硫酸．反应之一是：
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6KJ/mol，回答下面的问题：
（1）反应在恒温、恒压下的容积可变的密闭容器中进行，若开始时放入1mol O₂和2mol SO₂，到达平衡时生成1.2mol SO₃，则平衡时SO₂ 的转化率为

60%

；若再向容器中放入2mol O₂和4mol SO₂，到达平衡后生成的SO₃物质的量为

3.6

mol．
（2）某温度下向体积为8L的密闭容器中通入SO₂和O₂发生反应，上述反应过程中SO₂、O₂、SO₃物质的量变化如下图所示，回答下列问题：
①反应处于平衡状态的时间段是

15-20

、

25-30

②该温度下此反应的平衡常数是

6.25

．
③反应进行至20min时，曲线发生变化的原因可能是

增大了氧气的浓度

（用文字表达）．
（3）某温度下该反应的平衡常数K=532.4，若反应进行到一定时间时混合体系中各物质的浓度如下：c（SO₂）=0.06mol/L；c（O₂）=0.40mol/L； c（SO₃）=2.00mol/L则该体系中反应进行的方向是：

向逆反应方向进行

．

Answer 1

分析：（1）根据到达平衡时生成1.2molSO₃，计算出消耗的二氧化硫的物质的量，再计算出二氧化硫的转化率；由于恒压条件下，两个反应为等效平衡；
（2）①反应混合物各物质的物质的量不变化，说明反应处于平衡状态；
②根据可逆反应2SO₂（g）+O₂ （g）?2SO₃（g）的平衡常数表达式及图中数据计算出平衡常数；
③由图可知，反应进行至20min时，平衡向正反应移动，瞬间只有氧气的浓度增大；
（3）计算出该温度下的浓度商，然后与平衡常数比较，再判断反应方向．

解答：解：（1）根据反应2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），
                 2mol           2mol
               1.2mol          1.2mol
消耗的二氧化硫物质的量为：1.2mol，二氧化硫的转化率为：

1.2mol

2mol

×100%=60%；
由于反应在反应在恒温、恒压下进行，所以两个反应为等效平衡，二氧化硫的转化率相同，所以再向容器中放入2mol O₂和4mol SO₂，到达平衡后生成的SO₃物质的量为3.6mol，
故答案为：60%；3.6；
（2）①反应混合物各物质的物质的量不变化，说明反应处于平衡状态，由图可知在15-20min和25-30min出现平台，各组分的物质的量不变，反应处于平衡状态，
故答案为：15-20、25-30；
②由图示可知，达到平衡时，二氧化硫物质的量为0.16mol，氧气物质的量为0.08mol，三氧化硫物质的量为0.04mol，
所以c（SO₂）=

0.16mol

8L

=0.02mol/L，c（O₂）=

0.08mol

8L

=0.01mol/L，c（SO₃）=

0.04mol

8L

=0.005mol/L，
反应2SO₂（g）+O₂ （g）?2SO₃（g）的平衡常数K=

0.0052

0.022×0.01

=

25

4

=6.25，
故答案为：6.25；
③由图可知，反应进行至20min时，平衡向正反应移动，瞬间只有氧气的浓度增大，应是增大了氧气的浓度，
故答案为：增大了氧气的浓度；
（3）浓度商为：

(2.00)2

(0.06)2×(0.4)

=2777.8＞K=532.4，所以平衡向着逆向移动，故答案为：向逆反应方向进行．

点评：本题考查平衡常数、平衡移动、化学平衡图象等，难度中等，图象问题解题步骤：（1）看懂图象：①看面（即弄清纵坐标与横坐标的意义）；②看线（即弄清线的走向和变化趋势）；③看点（即弄清起点、拐点、交点、终点的意义）；④看是否要作辅助线（如等温线、等压线）；⑤看定量图象中有关量的多少．（2）联想规律：联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律．