Question

将2mol SO₂和1mol O₂混合置于体积可变的密闭容器中，在T₁温度下发生如下反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0，当反应进行到时间t₀点时达到平衡状态，测得混合气体的总物质的量为2.1mol．试回答：
（1）该反应的平衡常数表达式为

 

．
（2）反应进行到t₀时SO₂的体积分数为

 

．
（3）保持温度不变，若使用催化剂，在图中作出从反应开始到t₀点这段时间SO₂物质的量变化曲线

 

．
（4）当反应进行到t₁时间时（t₁＞t₀），给上述反应容器加热到温度T₂ （T₂＞T₁），反应在t₂ 时间时（t₂＞t₁）重新达到平衡状 态，这时K值

 

（填“增大”“减小”或“不变”），新平衡混合物中气体的总物质的量

 

2.1mol（填“＜”、“＞”或“=”）．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡常数的含义

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据化学平衡常数表达式的概念，结合2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0，列出平衡常数表达式；
（2）根据化学平衡计算，结合题中的条件，先求出平衡状态时SO₂、O₂、SO₃平衡量，再根据同温同压下，体积比等于物质的量之比解决；
（3）使用催化剂，反应速率加快，缩短达到平衡所需要的时间，但平衡无影响，因此，使用催化剂平衡不移动，各成分的量不变，t₀时已经为平衡状态了，所以拐点不能在t₀处，所以曲线从纵坐标的2初开始，到横坐标0点结束，即得到答案；
（4）根据2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0，可知温度升高时，反应向逆反应方向移动，SO₃的浓度降低，由 K=

c 2 ( SO3 )

c2  ( SO2 )  ? c ( O2 )

 可知，K值减小；由于升高温度平衡向逆反应方向移动，逆反应方向是气体物质的量增多的方向，故新平衡混合物中气体的总物质的量增多．

解答： 解：（1）有反应2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0，根据平衡常数表达式的概念，此反应的平衡常数表达式为K=

c 2 ( SO3 )

c2  ( SO2 )  ? c ( O2 )

，
故答案为：K=

c 2 ( SO3 )

c2  ( SO2 )  ? c ( O2 )

； 
（2）设反应达到平衡时，有xmol的SO₂发生反应，根据
                    2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始物质的量（mol）     2       1        0
转化物质的量（mol）     x      

x

2

        x
平衡物质的量（mol）  （2-x）   （1-

x

2

）      x
则根据题中的条件得：（2-x）+（1-

x

2

）+x=2.1
解得：x=1.8
t₀时SO₂的体积分数为：

0.2

2.1

×100%=9.52%，
故答案为：9.52%；
（3）使用催化剂，反应速率加快，缩短达到平衡所需要的时间，但平衡无影响，因此，使用催化剂平衡不移动，各成分的量不变，t₀时已经为平衡状态了，所以拐点不能在t₀处，所以曲线从纵坐标的2初开始，到横坐标0点结束，如图，
故答案为：；
（4）当反应进行到t₁时温度由T₁升高到T₂，反应2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0，向逆反应方向移动，t₂时到达平衡状态，SO₃的物质的量减小，容器的体积不变，故其浓度降低，由K=

c 2 ( SO3 )

c2  ( SO2 )  ? c ( O2 )

 可，则K值减小；
由于反应2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0，温度升高，反应向逆反应方向移动，气体的总物质的量增加，原平衡时，混合气体的总物质的量为2.1mol，所以再次达到平衡时，气体的总物质的量大于2.1mol，
故答案为：减小；＞．

点评：本题系统考查了化学平衡部分的平衡常数表达式、平衡的移动、化学平衡的计算、化学平衡的移动体现在图象中等知识，关键把握住化学平衡移动原理对平衡移动的分析．作图象是易出错点．