Question

19．在一個2L的密閉容器中，發生反應2SO₃（g）?2SO₂（g）+O₂（g）；△H＞0，其中SO₃的變化如圖所示：
（1）寫出該反應的平衡常數表達式$\frac{{c}^{2}（S{O}_{2}）×c（{O}_{2}）}{{c}^{2}（S{O}_{3}）}$．
（2）用O₂表示0～8min內該反應的平均速率v=0.0125 mol/（L•min）．
（3）升高溫度，K值將增大；容器中氣體的平均相對分子質量將減小．（填“增大”“減小”或“不變”）
（4）從8min起，壓縮容器為1L，則SO₃的變化曲線為c
A．a      B．b      C．c       D．d
（5）計算該溫度下的平衡常數K=0.4 mol/L．

Answer 1

分析 （1）化學平衡常數是指：一定溫度下，可逆反應到達平衡時，生成物的濃度系數次冪之積與反應物的濃度系數次冪之積的比，固體、純液體不需要在化學平衡常數中寫出；
（2）根據v=$\frac{△c}{△t}$計算v（SO₃），再利用速率之比等于化學計量數之比計算v（O₂）；
（3）正反應為吸熱反應，升高溫度，平衡正向移動，平衡常數增大，混合氣體總物質的量增大，混合氣體總質量不變，結合M=$\frac{m}{n}$判斷平均相對分子質量變化；
（4）從8min起，壓縮容器為1L，瞬間SO₃的物質的量不變，壓強增大平衡逆向移動，SO₃的物質的量增大到平衡狀態，平衡時小于0.6mol；
（5）8min到達平衡，平衡時三氧化硫為0.2mol，計算平衡時各組分物質的量濃度，代入平衡常數表達式計算．

解答 解：（1）反應2SO₃（g）?2SO₂（g）+O₂（g）的化學平衡常數表達式K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{2}）×c（{O}_{2}）}{{c}^{2}（S{O}_{3}）}$，
故答案為：$\frac{{c}^{2}（S{O}_{2}）×c（{O}_{2}）}{{c}^{2}（S{O}_{3}）}$；
（2）0～8min內消耗三氧化硫為0.6mol-0.2mol=0.4mol，則v（SO₃）=$\frac{\frac{0.4mol}{2L}}{8min}$=0.025 mol/（L•min），速率之比等于化學計量數之比，v（O₂）=$\frac{1}{2}$v（SO₃）=0.0125 mol/（L•min），
故答案為：0.0125 mol/（L•min）；
（3）正反應為吸熱反應，升高溫度，平衡正向移動，平衡常數增大，混合氣體總物質的量增大，混合氣體總質量不變，由M=$\frac{m}{n}$可知平均相對分子質量減小，
故答案為：增大；減小；
（4）從8min起，壓縮容器為1L，瞬間SO₃的物質的量不變，壓強增大平衡逆向移動，SO₃的物質的量增大到平衡狀態，平衡時小于0.6mol，圖象中曲線c符合，
故答案為：c；
（5）8min到達平衡，平衡時三氧化硫為0.2mol，則：
               2SO₃（g）?2SO₂（g）+O₂（g）
起始濃度（mol/L）：0.3        0        0
變化濃度（mol/L）：0.2        0.2      0.1
平衡濃度（mol/L）：0.1        0.2      0.1
平衡常數表達式K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{2}）×c（{O}_{2}）}{{c}^{2}（S{O}_{3}）}$=$\frac{0．{2}^{2}×0.1}{0．{1}^{2}}$ mol/L=0.4mol/L，
故答案為：0.4 mol/L．

點評 本題考查化學平衡有關計算及影響因素、平衡常數、反應速率等，難度不大，注意平衡常數及單位與化學計量數有關．