Question

已知2SO₂ （g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196kJ?mol^-1，500⁰C時(shí)將2mol SO₂和1molO₂裝入一體積恒定的10L密閉容器中，2分鐘（t₁）時(shí)達(dá)到平衡．如圖1所示：請(qǐng)回答下列問題：
（1）用O₂表示2分鐘內(nèi)該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為

 

．計(jì)算500℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

 

，
（2）圖1表示該反應(yīng)在時(shí)刻t₁達(dá)到平衡后，求平衡時(shí)O₂的轉(zhuǎn)化率

 

，時(shí)刻t₂因改變某個(gè)條件而發(fā)生變化的情況：圖1中時(shí)刻t₂發(fā)生改變的條件可能是

 

（寫一個(gè)即可）．
（3）在上述條件下起始裝入的SO₂和O₂各2mol，達(dá)平衡后設(shè)SO₂的轉(zhuǎn)化率為x，列出求x的方程

 

．（不必求出x）
（4）某溫度時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=800，則該溫度

 

500℃（填“＞”、“＜”、“=”）．
（5）若反應(yīng)2SO₂ （g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196kJ?mol^-1的逆反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系如圖2所示：則t₂時(shí)平衡向

 

（填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”）方向移動(dòng)；若t₄時(shí)減小反應(yīng)物濃度，t₅時(shí)達(dá)到平衡，t₆時(shí)增大壓強(qiáng)，t₈時(shí)使用催化劑．請(qǐng)?jiān)趫D2中畫出t₄～t₆時(shí)逆反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系線

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖象的綜合應(yīng)用

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）根據(jù)v=

△c

△t

計(jì)算反應(yīng)速率；根據(jù)K=

c2(SO3)

c2(SO2)c(O2)

計(jì)算平衡常數(shù)；
（2）t₂到t₃時(shí)刻，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，結(jié)合該可逆反應(yīng)和化學(xué)平衡移動(dòng)的影響因素判斷；
（3）用x表示出平衡時(shí)SO₃、SO₂和O₂的濃度，代入化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式列式得出； （4）根據(jù)常數(shù)的相對(duì)大小，判斷平衡移動(dòng)方向，再由溫度對(duì)化學(xué)平衡影響判斷；（5）圖象分析可知逆反應(yīng)速率增大后減小最后達(dá)到平衡狀態(tài)，說明反應(yīng)逆向進(jìn)行，結(jié)合鹽酸影響平衡移動(dòng)方向分析繪制圖象；

解答： 解：（1）2SO₂ （g）+O₂（g）?2SO₃（g）
 開始   0.2mol/L       0.1mol/L       0mol/L
 變化   0.18mol/L      0.09mol/L     0.18mol/L
平衡時(shí)  0.02mol/L      0.01mol/L     0.18mol/L
2分鐘內(nèi)，用O₂表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為

0.09mol/L

2min

=0.045mol?L^-1?min^-1，500℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

c2(SO3)

c2(SO2)c(O2)

=

(0.18mol/L)2

(0.02mol/L)2×0.01mol/L

=8.1×10³（mol?L^-1）^-1
故答案為：0.045mol?L^-1?min^-1、8.1×10³（mol?L^-1）^-1；
（2）依據(jù)（1）計(jì)算可知，氧氣轉(zhuǎn)化率=

0.09mol/L

0.1mol/L

×100%=90%；t₂到t₃時(shí)刻，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，且SO₂和SO₃濃度不變，可以通過降溫或增加O₂的濃度達(dá)到目的，
故答案為：90%，降溫或增加O₂的濃度；
（3）2SO₂ （g）+O₂（g）?2SO₃（g）
 開始    0.2mol/L          0.1mol/L             0mol/L
 變化    0.2xmol/L         0.1xmol/L          0.2xmol/L  
2分鐘時(shí)  （ 0.2-0.2x）mol/L   （0.1-0.1x）mol/L      0.2xmol/L
所以K=

(0.2x)2

(0.2-0.2x)2×(0.1-0.1x)

=8100，
故答案為：

(0.2x)2

(0.2-0.2x)2×(0.1-0.1x)

=8100；
（4）K=800小于8.1×10³，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度向吸熱方向進(jìn)行，故溫度高于500℃，
故答案為：＞；

（5）反應(yīng)2SO₂ （g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196kJ?mol^-1的逆反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系圖象分析可知，逆反應(yīng)速率增大后減小最后達(dá)到平衡狀態(tài)，說明t₂時(shí)向逆向進(jìn)行；若t₄時(shí)減小反應(yīng)物濃度，逆反應(yīng)速率瞬間不變，隨反應(yīng)進(jìn)行減小，t₅時(shí)達(dá)到平衡，t₆時(shí)增大壓強(qiáng)，反應(yīng)前后去體積減小，增大壓強(qiáng)平衡正向進(jìn)行，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都增大，逆反應(yīng)速率增大的小，隨反應(yīng)進(jìn)行逆反應(yīng)速率會(huì)組建增大，t₇時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)，t₈時(shí)使用催化劑．請(qǐng)?jiān)趫D2中畫出t₄～t₆時(shí)逆反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系線如圖：
故答案為：逆反應(yīng)，圖象；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡影響因素分析，平衡反應(yīng)速率、平衡常數(shù)的計(jì)算應(yīng)用，外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響等知識(shí)點(diǎn)，注意反應(yīng)前后氣體體積改變的可逆反應(yīng)中，壓強(qiáng)影響平衡的移動(dòng)，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．