Question

在一定条件下，SO₂和O₂发生如下反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0
（1）将0.10molSO₂（g）和0.060molO₂（g）放入容积为2L的恒容密闭容器中，反应在一定条件下达到平衡，测得c（SO₃）=0.040mol/L．计算该条件下反应的平衡常数K和SO₂的平衡转化率（把计算过程写在答卷上）．
（2）600℃时，在一密闭容器中，将SO₂和O₂混合，反应过程中SO₂、O₂、SO₃物质的量变化如图1所示，反应处于平衡状态的时间是

 

．
（3）据图判断，反应进行至20min时，曲线发生变化的原因是

 

（用文字表达）；10min到15min的曲线变化的原因可能是

 

（填写编号）．
a．加了催化剂　  　b．缩小容器体积     c．降低温度      d．增加SO₃的物质的量
（4）SO₂的转化率在起始温度T₁=673K下随反应时间（t）的变化如下图，其他条件不变，仅改变起始温度为T₂=723K，在图2中画出温度T₂下SO₂的转化率随反应时间变化的预期结果示意图．

Answer 1

考点：化学平衡建立的过程,化学平衡状态的判断,物质的量或浓度随时间的变化曲线

专题：化学平衡专题

分析：（1）利用三段式，根据平衡常数和转化率的定义计算；
（2）根据平衡状态的特征判断；
（3）根据图中有关数据的变化及影响反应速率的因素作判断；
（4）根据温度对化学平衡的影响可画出图；

解答： 解：（1）利用三段式，
                      2SO₂（g）+O₂（g） 2SO₃（g）
起始浓度（mol?L^-1）    0.050   0.030            0
转化浓度（mol?L^-1）    0.040   0.020           0.040
平衡浓度（mol?L^-1）    0.010   0.010           0.040
所以平衡常数K=

c2(SO3)

c2(SO2)?c(O2)

=

0.042

0.012×0.01

=1.6×10³，SO₂的平衡转化率=

0.04

0.05

×100%=80%，
答：该条件下反应的平衡常数K为1.6×10³；SO₂的平衡转化率为80%；
（2）根据图可知，在15～20 min和25～30 min时间段里，各物质的浓度不再随时间的变化而变化，此时反应处于平衡状态，
故答案为：15～20 min和25～30 min；
（3）根据图可知，反应进行至20min时，SO₂和SO₃物质的量没有改变，而O₂的物质的量突然增加了，所以改的条件为增加了O₂的量；根据图可以看出在10min到15min的时间段里，各物质的量是在原来的基础上变化，没有增加或减少，反应向正反应方向进行，但反应速率加快了，所以改变的条件可能是曲线变化的原因可能是加了催化剂或缩小容器体积或升高温度，故选ab，故答案为：增加了O₂的量；ab；
（4）由于该反应正反应是放热反应，当升高温度时，平衡逆向移动，SO₂的转化率下降，但反应速率加快，据此可画出图为：故答案为：；

点评：本题主要考查了平衡常数的计算和转化率的计算以及影响反应速率和平衡移动的因素等知识点，中等难度，解题的关键在于对图象的分析．