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O₂c．改变反应的催化剂  d．升高温度
（4）在一个固定容积为5L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 0.18mol；若继续通入0.20mol SO₂和0.10mol O₂，则平衡

 

移动（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”），再次达到平衡后，

 

 mol＜n（SO₃）＜

 

mol．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断

专题：

分析：（1）平衡常数只与温度有关，吸热反应平衡常数随温度升高而增大，放热反应则相反；
（2）根据化学平衡状态的标志：正反应速率等于逆反应速率，平衡混合物中各组成成分的含量不变来判断；
（3）提高SO₂的转化率，依据影响化学平衡移动方向判断；
（4）根据影响化学平衡的因素来判断平衡移动方向，利用极限法求出再次达平衡后n（SO₃）的范围．

解答： 解：（1）化学平衡常数只与温度有关，吸热反应平衡常数随温度升高而增大，放热反应平衡常数随温度升高而减小，该反应为放热反应，500℃时的平衡常数小于450℃时的平衡常数，故答案为：＜；
（2）化学平衡状态的标志：正反应速率等于逆反应速率，平衡混合物中各组成成分的含量不变来判断，
a．SO₂和SO₃浓度相等，但不能说明正逆反应速率相同，不能说明反应达到平衡状态，故a错误；
b．SO₂百分含量保持不变，说明平衡混合物中各组成成分含量不变，反应达到平衡状态，故b正确；
c．反应前后气体物质的量变化，容器中气体压强不随时间而变化，说明气体物质的量不变，证明反应达到平衡状态，故c正确；
d．v_正（O₂）=2v_逆（SO₃），又v_正（O₂）=

1

2

v_正（SO₃），所以v_逆（SO₃）≠v_正（SO₃），不能判断是否达到平衡，故d错误；
故答案为：bc；
（3）a、恒温恒容通入与平衡无关的气体，总压增大，分压不变，平衡不动，二氧化硫转化率不变，故a错误；
b、增加氧气的量，反应物浓度增大，反应速率增大，会使平衡正向进行，提高了二氧化硫的转化率，故b正确；
c、催化剂只改变速率不改变平衡，不改变转化率，故c错误；
d、升高温度，可以使平衡逆向进行，二氧化硫转化率减小，故d错误；
故选b；
（4）当生成0.18molSO₃时，继续通入0.20mol SO₂和0.10mol O₂，容器内压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，即向正反应方向移动；
用极限法求出n（SO₃）的范围，
假设平衡不移动，此时n（SO₃）=0.18×2=0.36mol，
假设0.40molSO₂完全生成SO₃，根据反应方程式2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）可知，n（SO₃）=0.4mol，
所以再次达到平衡时，0.36mol＜n（SO₃）＜0.40mol．                                   
故答案为：向正反应方向；0.36；0.40．

点评：本题考查了化学平衡的计算、化学平衡的影响因素及化学平衡状态的判断等知识，题目难度中等，注意掌握化学平衡及其影响因素，明确化学反应速率的概念及计算方法，试题培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力．