Question

硫酸生產中，SO₂催化氧化生成SO₃：2SO₂（g）+O₂（g）

催化劑

△

 2SO₃（g）△H＜0
某溫度下，SO₂的平衡轉化率（α）與體系總壓強（p）的關系如圖所示．根據圖示回答下列問題：
（1）將2.0mol SO₂和1.0mol O₂置于10L密閉容器中，反應達平衡后，體系總壓強為0.10MPa．該反應的平衡常數等于

800

．（不需要寫表達式）
（2）平衡狀態由A變到B時，平衡常數K（A）

=

K（B）（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）此反應在恒溫密閉的裝置中進行的，能充分說明此反應已達到平衡的標志是：

AD

（填字母）
A．接觸室中氣體的平均相對分子質量不再改變
B．接觸室中SO₂、O₂、SO₃的濃度相同
C．接觸室中SO₂、SO₃的物質的量之比為2：1：2
D．接觸室中壓強不隨時間變化而變化．

Answer 1

分析：（1）反應達平衡后，體系總壓強為0.10MPa，由圖可知，SO₂的平衡轉化率α=0.80，利用三段式表示出平衡時反應混合物各組分的物質的量，再計算平衡時反應混合物各組分的平衡濃度，代入平衡常數表達式計算；
（2）平衡狀態由A變到B時，改變的是壓強，平衡常數只受溫度影響，溫度不變，平衡常數不變；
（3）可逆反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等（同種物質）或正逆反應速率之比等于系數之比（不同物質），平衡時各種物質的物質的量、濃度等不再發生變化，由此衍生的一些物理量不變，以此分析．

解答：解：（1）反應達平衡后，體系總壓強為0.10MPa，由圖可知，SO₂的平衡轉化率α=0.80，參加反應的二氧化硫為2mol×80%=1.6mol，則：
              2SO₂（g）+O₂（g）

催化劑

△

 2SO₃（g）
開始（mol）：2        1            0
變化（mol）：1.6    0.8           1.6
平衡（mol）：0.4    0.2           1.6
所以平衡時濃度：c（SO₂）=0.04mol/L，c（O₂）=0.02mol/L，c（SO₃）=0.16mol/L，故平衡常數k=

0.162

0.042×0.02

=800，故答案為：800；
（2）平衡狀態由A變到B時，改變的是壓強，平衡常數只受溫度影響，溫度不變，平衡常數不變，故平衡常數K（A）=K（B），故答案為：=；
（3）A．氣體的總質量不變，隨反應進行，氣體的物質的量減小，平均相對分子質量增大，平均相對分子質量不變，說明到達平衡狀態，故A正確；
B．平衡時接觸室中SO₂、O₂的濃度一定不相同，開始物質的量為2：1，按2：1反應，平衡時二者的物質的量之比為2：1，濃度之比為2：1，故B錯誤；
C．平衡時接觸室中SO₂、O₂、SO₃物質的量之比可能為2：1：2，可能不是2：1：2，與二氧化硫的轉化率有關，故C錯誤；
D．隨反應進行，氣體的物質的量減小，接觸室中壓強減小，壓強不隨時間變化而變化，說明到達平衡狀態，故D正確．
故答案為：AD．

點評：本題考查平衡常數的影響因素與計算、平衡狀態的判斷等，難度中等，注意選擇判斷平衡狀態的物理量應是隨反應進行變化的物理量，當該物理量不再變化，說明到達平衡．