Question

13．在20L的恒容密閉容器中，加入3mol SO₃（g）和1mol氧氣，在某溫度下使其反應，反應至4min時，氧氣的濃度為0.06mol/L，反應至8min時達平衡狀態．
（1）在0～4min內生成O₂的平均速率v（O₂）=0.0025 mol/（L•min）．
（2）整個過程中，各物質的濃度與時間的關系如圖所示，則該溫度下的平衡常數K=0.4．
（3）若起始時按下表數據投料，相同溫度下達到平衡時，三氧化硫濃度大于0.05mol/L的是BD，此時的平衡常數與（2）中相比相等（填“增大”、“減小”或“不變”）．

選項	A	B	C	D
SO3	1mol	3mol	3mol	0mol
SO2	2mol	1.5mol	0mol	6mol
O2	2mol	1mol	0mol	5mol

Answer 1

分析 （1）根據v=$\frac{△c}{△t}$計算v（O₂）；
（2）平衡時二氧化硫、氧氣濃度為0.1mol/L，三氧化硫濃度為0.05mol/L，平衡常數K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{2}）×c（{O}_{2}）}{{c}^{2}（S{O}_{3}）}$；
（3）A．等效為開始加入3mol SO₃（g）和1mol氧氣，與原平衡為完等效平衡，平衡時相同組分的濃度相等；
B．相當于在原來的基礎上加入1.5molSO₂，抑制平衡向正反應方向移動；
C．等效為在原平衡的基礎上移走1mol氧氣，平衡正向移動；
D.6molSO₂和5molO₂等效為開始加入6molSO₃和2molO₂，相當于在原來的基礎上縮小體積，平衡向生成SO₃的方向移動；
平衡常數只受溫度影響，溫度不變，平衡常數不變．

解答 解：（1）反應至4min時，氧氣的濃度為0.06mol/L，則v（O₂）=$\frac{0.06mol/L-0.05mol/L}{4min}$=0.0025mol/（L．min），故答案為：0.0025；
（2）平衡時二氧化硫、氧氣濃度為0.1mol/L，三氧化硫濃度為0.05mol/L，則平衡常數K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{2}）×c（{O}_{2}）}{{c}^{2}（S{O}_{3}）}$=$\frac{0．{1}^{2}×0.1}{0.0{5}^{2}}$=0.4，故答案為：0.4；
（3）A．等效為開始加入3mol SO₃（g）和1mol氧氣，與原平衡為完等效平衡，平衡時三氧化硫的濃度為0.05mol/L；
B．相當于在原來的基礎上加入1.5molSO₂，抑制平衡向正反應方向移動，平衡時三氧化硫濃度大于0.05mol/L；
C．等效為在原平衡的基礎上移走1mol氧氣，平衡正向移動，平衡時三氧化硫的濃度小于0.05mol/L；
D.6molSO₂和5molO₂等效為開始加入6molSO₃和2molO₂，相當于在原來的基礎上縮小體積，平衡向生成SO₃的方向移動，則達到平衡時，三氧化硫濃度大于0.05mol/L；
因反應在相同溫度下進行，則平衡常數相同，
故答案為：BD；等于．

點評 本題考查化學平衡計算、等效平衡等，難度中等，關鍵是對等效平衡的理解掌握．