Question

（12分）在一定溫度下的2 L密閉容器中充入0.4 molSO₂和0.2 mol O₂ ，發生反應：2SO₂(g)+O₂(g) 2SO₃(g)  ΔH ＜0，n(O₂)隨時間的變化如圖實線所示：

（1）用SO₂表示0～4 min內該反應的平均速率為               。該溫度下反應的平衡常數K為          。升高溫度K值         （填“增大”、“不變”或“減小”）。  

（2）若溫度不變，在容器中再加1 mol O₂，重新達到平衡，則SO₂的平衡濃度       

（填“增大”、“不變”或“減小”），氧氣的轉化率           （填“升高”、“不變”或“降低”），SO₃的體積分數           （填“增大”、“不變”或“減小”）。

（3）僅改變某一實驗條件再進行兩次實驗，測得O₂的物質的量隨時間變化如圖中虛線所示，曲線I對應的實驗條件改變是_____________________________，曲線II對應的實驗條件改變是______________________________________。

 

Answer 1

（1）0.025 mol/(L·min)（2分）   20（2分）    減小（1分）

（2）減小（1分）   降低（1分）    減小（1分）

（3）升高溫度（2分）   增大壓強（2分）

解析:（1）化學反應速率通常用單位時間內濃度的變化量來表示。0～4 min內氧氣減少了0.1mol，則同時消耗二氧化硫是0.2mol，所以用SO₂表示0～4 min內該反應的平均速率為。平衡是容器內氧氣、二氧化硫、三氧化硫的濃度分別是0.05mol/L、0.1mol/L、0.1mol/L，所以平衡常數是。因為反應是放熱反應，所以溫度升高平衡向逆反應方向移動，即平衡常數減小。

（2）再加入1mol氧氣，氧氣濃度增大，平衡向正反應方向移動，提高二氧化硫的轉化率，所以SO₂的平衡濃度將減小，但氧氣的轉化率將減小。根據（1）可計算出平衡時二氧化硫的體積分數是40％。通入1mol氧氣，若二氧化硫全部生成三氧化硫才是0.4mol，此時其體積分數是2/7，所以其體積分數減小。

（3）曲線I和原來相比，達到平衡的時間少了，但氧氣的轉化率降低了，所以只能是升高溫度。曲線Ⅱ和原來相比，達到平衡的時間也少了，但氧氣的轉化率增大了，所以只能是增大壓強。