Question

8．將SO₂氧化為SO₃是工業上生產硫酸的關鍵步驟．
（1）某溫度下，SO₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）?SO₃（g）△H=-98kJ•mol^-1．開始時在100L的密閉容器中加入4.0mol SO₂（g）和10.0mol O₂（g），當反應達到平衡時共放出熱量196kJ，該溫度下平衡常數K=3.33．
（2）該反應在450℃時的平衡常數大于（填“大于”“小于”或“等于”）500℃時的平衡常數．
（3）下列有關該反應的說法正確的是C（填序號）．
A．保持容器的體積不變，當混合氣體的密度不變時，說明反應已經達到平衡狀態
B．達到平衡時若升高溫度，混合氣體中硫元素的質量分數將變大
C．達到平衡時若減小容器的體積，正反應速率將大于逆反應速率
D．達到平衡后，SO₂的轉化率和O₂的轉化率一定相等．

Answer 1

分析 （1）當反應達到平衡時共放出熱量196kJ，可知參加反應的SO₂為$\frac{196kJ}{98kJ/mol}$=2mol，則
          SO₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）?SO₃（g）
開始      4                 10         0
轉化      2                 1           2
平衡     2                 9            2
結合平衡濃度計算K；
（2）該反應為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，K減小；
（3）A．保持容器的體積不變，當混合氣體的密度始終不變；
B．由質量守恒定律可知，混合氣體中硫元素的質量分數不變；
C．達到平衡時若減小容器的體積，壓強增大，平衡正向移動；
D．起始量之比不等于化學計量數之比．

解答 解：（1）當反應達到平衡時共放出熱量196kJ，可知參加反應的SO₂為$\frac{196kJ}{98kJ/mol}$=2mol，則
          SO₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）?SO₃（g）
開始      4                 10         0
轉化      2                 1           2
平衡     2                 9            2
平衡濃度分別為0.02mol/L、0.09mol/L、0.02mol/L，
K=$\frac{0.02}{0.02×\sqrt{0.09}}$≈3.33，
故答案為：3.33；
（2）該反應為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，K減小，則450℃時的平衡常數大于500℃時的平衡常數，
故答案為：大于；
（3）A．保持容器的體積不變，當混合氣體的密度始終不變，不能判斷平衡，故A錯誤；
B．由質量守恒定律可知，混合氣體中硫元素的質量分數不變，故B錯誤；
C．達到平衡時若減小容器的體積，壓強增大，平衡正向移動，則正反應速率將大于逆反應速率，故C正確；
D．起始量之比不等于化學計量數之比，則二者轉化率不等，故D錯誤；
故答案為：C．

點評 本題考查化學平衡的計算，為高頻考點，把握化學平衡三段法、K的計算及平衡移動為解答本題的關鍵，側重分析與應用的考查，注意物質的量與熱量的關系，題目難度不大．