Question

已知二氧化硫與氧氣反應，在某溫度下達平衡，此時各物質的濃度是c（SO₂）=0.1mol?L^-1，c（O₂）=0.05mol?L^-1，c（SO₃）=0.9mol?L^-1
（1）求該反應的平衡常數．
（2）在上述溫度下，該容器中若通入濃度均為0.2mol?L^-1的SO₂和O₂，試求達到化學平衡狀態時各物質的濃度．
（3）如果平衡混合物溫度不變，縮小體積，使混合物壓力增大一倍．試通過計算說明平衡移動的方向．

Answer 1

分析：（1）依據化學平衡常數概念計算，用生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應物的冪次方乘積得到；
（2）依據化學平衡三段式列式，結合平衡常數計算得到平衡濃度；
（3）如果平衡混合物溫度不變，縮小體積，使混合物壓力增大一倍．各物質的濃度變化為原來的一倍，根據濃度商和平衡常數比較分析反應進行的方向；

解答：解：（1）二氧化硫與氧氣反應，化學方程式為：2SO₂+O₂=2SO₃，某溫度下達平衡，此時各物質的濃度是c（SO₂）=0.1mol?L^-1，c（O₂）=0.05mol?L^-1，c（SO₃）=0.9mol?L^-1 ，平衡常數K=

c2(SO3)

c2(SO2)c(O2)

=

(0.9mol)2

(0.1mol/L)2(0.05mol/L)

=1620L/mol；
答：求該反應的平衡常數為1620L/mol；
（2）在上述溫度下，該容器中若通入濃度均為0.2mol?L^-1的SO₂和O₂，設消耗二氧化硫濃度為x，依據化學平衡三段式列式得到：
                 2SO₂+O₂=2SO₃，
起始量（mol/L）  0.2   0.2    0
變化量（mol/L）   x    0.5x    x
平衡量（mol/L） 0.2-x  0.2-0.5x x
K=

x2

(0.2-x)2(0.2-0.5x)

=1620
計算得到x=0.186mol/L
平衡濃度二氧化硫為0.014mol/L，氧氣濃度為0.107mol/L，三氧化硫濃度為：0.186mol/L；
答：平衡濃度二氧化硫為0.014mol/L，氧氣濃度為0.107mol/L，三氧化硫濃度為：0.186mol/L；
  （3）平衡溫度不變，縮小體積，使混合物壓力增大一倍．各物質的濃度變化為原來的一倍，此時各物質的濃度是c（SO₂）=0.2mol?L^-1，c（O₂）=0.1mol?L^-1，c（SO₃）=1.8mol?L^-1 ，Q=

1．82

0．22×0.1

=810＜1620，則反應正向進行；
答：平衡正向進行；

點評：本題考查了化學平衡的計算應用，平衡常數隨溫度變化，溫度不變，平衡常數不變，掌握金屬方法是關鍵，題目難度中等．