Question

化学反应2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）是硫酸制造工业的基本反应．将0.050mol的SO₂（g）和0.030mol的O₂（g）注入体积为1.0L的密闭反应器，并置于某温度为850℃下的恒温环境中，达到化学平衡后，测的反应器中有0.04mol SO₃（g），求
（1）该温度下反应的平衡常数及SO₂的平衡转化率．
（2）若在相同温度条件下，向该容器中通入0.048mol SO₃（g）、0.0090mol的O₂和0.002mol的SO₂，请问可逆反应是否是化学平衡状态，若不是，请问平衡将向什么方向移动？

Answer 1

分析：（1）利用三段式计算平衡时各组分的物质的量，进而计算各组分平衡浓度，代入平衡常数表达式

c2(SO3)

c2(SO2)?c(O2)

计算；
根据转化率定义计算SO₂的平衡转化率；
（2）计算该情况下浓度商Qc，与平衡常数比较判断，若Qc=k，处于平衡状态，若Qc＜k，反应向正反应进行，Qc＞k，反应向逆反应进行．

解答：解：（1）达到化学平衡后，测的反应器中有0.04mol SO₃（g），则：
              2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
开始（mol）：0.05       0.03       0
变化（mol）：0.04       0.02       0.04
平衡（mol）：0.01       0.01       0.04
容器的体积为1L，故SO₂、O₂、SO₃的平衡浓度分别为：0.01mol/L、0.01mol/L、0.04mol/L，
所以该温度下平衡常数k=

c2(SO3)

c2(SO2)?c(O2)

=

0.042

0.012×0.01

=1600
二氧化硫的转化率为：

0.04mol

0.05mol

×100%=80%
答：该温度下平衡常数为1600，二氧化硫的转化率为80%；
（2）容器的体积为1L，可以利用物质的量代替浓度计算浓度商，向该容器中通入0.048mol SO₃（g）、0.0090mol的O₂和0.002mol的SO₂，浓度商Qc=

0.0482

0.0022×0.009

=6.4×10⁴＞1600，反应不处于平衡状态，平衡逆向移动，向生成SO₂的方向移动；
答：反应不处于平衡状态，平衡逆向移动，向生成SO₂的方向移动．

点评：考查化学平衡的有关计算、化学平衡常数等，难度中等，注意理解平衡常数的用途：判断反应进行的程度、判断反应的热效应、判断反应进行的方向、计算转化率等．