Question

一定溫度下，將0.4molSO₂和0.2molO₂放入固定容積為2L的密閉容器中，發生反應2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ/mol，反應中SO₃的物質的量濃度的變化情況如圖：
（1）達到平衡時該反應放出的能量為

19.66

kJ，若將題給條件改為恒溫恒壓，則達到平衡時放出的能量將

增多

（填“增多”、“減少”或“不變”）．
（2）該條件下，反應的化學平衡常數K=

20

．
（3）下列有關說法正確的是

bce

．
a．容器中SO₃的百分含量保持不變和混合氣體的密度保持不變都可以說明反應達到平衡
b．使用催化劑不能提高SO₂的轉化率，但可以提高SO₃的產量
c．若恒溫恒壓，向容器中充入Ar，SO₂的轉化率減小
d．向原平衡體系中再充入一定量的O₂，平衡正向移動，則SO₃的體積分數一定增大
e．向容器再充入0.4mol SO₂和0.2molO₂，則達到平衡時c（SO₃）＞0.2mol/L
（4）反應達到平衡后，第5分鐘末，保持其它條件不變，若改變反應溫度，則SO₃的物質的量濃度不可能為

ac

．
a．0.20mol/L    b．0.12mol/L    c．0.10mol/L      d．0.08mol/L
（5）在第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，若在第8分鐘末達到新的平衡（此時SO₃的濃度約為0.25mol/L），請在圖中畫出第5分鐘末達到此平衡時SO₃濃度的變化曲線．

Answer 1

分析：（1）依據圖象分析平衡時C（SO₃）=0.1mol/L，平衡生成三氧化硫物質的量=0.1mol/L×2L=0.2mol；依據化學平衡的三段式列式計算二氧化硫參加反應的物質的量，結合熱化學方程式計算反應放出的熱量；恒溫恒壓條件下，反應是壓強減小的反應，保持恒壓平衡正向進行反應放出的熱量比恒溫恒容時大；
（2）結合化學平衡的三段式計算平衡狀態下個物質的平衡濃度，結合平衡常數計算得到；
（3）a、三氧化硫百分含量保持不變可以說明反應達到平衡，混合氣體的密度保持不變不能證明反應達到平衡；
b、催化劑只改變反應速率．不改變化學平衡，縮短達到平衡的時間；
c、恒溫恒壓，向容器中充入Ar，保持恒壓，體積增大，平衡逆向進行；
d、向原平衡體系中再充入一定量的O₂，能提高二氧化硫的轉化率，但三氧化硫的體積分數不一定增大，取決于加入氧氣的量；
e、向容器再充入0.4mol SO₂和0.2molO₂，原平衡相當于增大壓強，平衡正向進行；
（4）依據計算平衡后的三氧化硫的物質的量，結合反應是放熱反應，升溫平衡逆向進行，降溫平衡正向進行；
（5）在第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，壓強增大平衡正向進行，若在第8分鐘末達到新的平衡（此時SO₃的濃度約為0.25mol/L），依據三氧化硫濃度變化，和平衡濃度畫出變化圖象；

解答：解：（1）一定溫度下，將0.4molSO₂和0.2molO₂放入固定容積為2L的密閉容器中，發生反應2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ/mol，反應中SO₃的物質的量濃度的變化情況如圖分析得到平衡時C（SO₃）=0.1mol/L，平衡生成三氧化硫物質的量=0.1mol/L×2L=0.2mol；依據化學平衡三段式列式計算
                 2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ/mol，
起始量（mol）     0.4      0.2      0 
變化量（mol）     0.2      0.1      0.2
平衡量（mol）     0.2      0.1      0.2
熱化學方程式中每2mol二氧化硫全部反應放熱196.6kJ，反應達到平衡轉化了0.2mol二氧化硫，所以放熱為19.96KJ；
恒溫恒壓條件下，反應是壓強減小的反應，保持恒壓平衡正向進行反應放出的熱量比恒溫恒容時大；
故答案為：19.66、增多；
（2）依據（1）的計算得到平衡時各物質的濃度為C（SO₂）=0.1mol/L；C（O₂）=0.05mol/L；C（SO₃）=0.1mol/L；   
該條件下，反應的化學平衡常數K=

[SO3]2

[SO2]2[O2]

=

(0.1mol/L)2

(0.1mol/L)2×0.05mol/L

=20L/mol；
故答案為：20L/mol   
（3）a、三氧化硫百分含量保持不變可以說明反應達到平衡，混合氣體的密度保持不變不能證明反應達到平衡；故a錯誤；
b、催化劑只改變反應速率．不改變化學平衡，縮短達到平衡的時間，題干單位時間內三氧化硫的產量；故b正確；
c、恒溫恒壓，向容器中充入Ar，保持恒壓，體積增大，平衡逆向進行；二氧化硫轉化率減小，故c正確；
d、向原平衡體系中再充入一定量的O₂，能提高二氧化硫的轉化率，但三氧化硫的體積分數不一定增大，取決于加入氧氣的量；故d錯誤；
e、向容器再充入0.4mol SO₂和0.2molO₂，原平衡相當于增大壓強，平衡正向進行；達到平衡時c（SO₃）＞0.2mol/L，故e正確；
故選：b c e；
故答案為：b c e；
（4）反應達到平衡后，2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ/mol，
起始量（mol）           0.4      0.2      0 
變化量（mol）           0.2      0.1      0.2
平衡量（mol）           0.2      0.1      0.2
第5分鐘末，保持其它條件不變，若改變反應溫度，若升高溫度，平衡逆向進行，則SO₃的物質的量濃度小于0.1mol/L，若溫度降低，平衡正向進行，但反應是可逆反應，不能進行徹底，則SO₃的物質的量濃度大于0.1mol/L，但小于0.2mol/L，所以不可能為ac，故答案為：ac；
（5）在第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，壓強增大平衡正向進行，若在第8分鐘末達到新的平衡（此時SO₃的濃度約為0.25mol/L），依據三氧化硫濃度變化，和平衡濃度畫出變化像；

故答案為：

點評：本題考查了化學反應速率的定量表示方法、化學平衡常數、化學平衡的影響因素等知識點，同一化學反應中化學平衡常數只與溫度有關，與反應物、生成物的濃度無關，關鍵是圖象分析平衡濃度，和反應熱的含義理解．