Question

將1.00mol二氧化硫和1.00mol氧氣通入1.00L的密閉容器中，分別在500K、600K、700K三個(gè)不同的溫度下進(jìn)行2SO₂+O₂?2SO₃反應(yīng)，反應(yīng)過程中SO₃濃度隨時(shí)間的變化如下面表格所示：
表一：500K

時(shí)間（min）	0	5	10	15	20	25	30	35	40	45	50	55
SO3 濃度（mol/L）	0	0.1	0.15	0.20	0.25	0.30	0.35	0.40	0.50	0.55	0.60	0.60

表二：600K

時(shí)間（min）	0	5	10	15	20	25
SO3濃度（mol/L）	0	0.2	0.30	0.40	0.50	0.50

表三：700K

時(shí)間（min）	0	5	10	15	20	25
SO3濃度（mol/L）	0	0.25	0.35	0.35	0.35	0.35

（1）從上面三個(gè)表的數(shù)據(jù)可以判斷該反應(yīng)是

 

反應(yīng)（填吸熱或放熱），利用表一計(jì)算0-40min內(nèi)用
SO₂表示該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率v（SO₂）=

 

mol/L?min；
（2）對該反應(yīng)，下面的說法正確的是

 

；（雙選）
A．當(dāng)容器中的壓強(qiáng)不再變化時(shí)，該反應(yīng)就達(dá)到平衡
B．達(dá)到平衡時(shí)v_正（SO₂）=v_逆（SO₃）
C．平衡時(shí)c（SO₂）=c（SO₃）
D．當(dāng)由500K平衡狀態(tài)時(shí)升高溫度至600K時(shí)，重新達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，容器的壓強(qiáng)減少
（3）從上面三個(gè)表的數(shù)據(jù)，溫度對應(yīng)該反應(yīng)的反應(yīng)速率和平衡移動(dòng)的影響是

 

；
（4）計(jì)算在600K時(shí)的平衡常數(shù)（寫出計(jì)算過程，最后結(jié)果取兩位有效數(shù)字）

 

；
（5）下圖曲線（Ⅰ）是在500K時(shí)SO₃濃度的變化曲線，請你在圖中畫出在550K進(jìn)行上述反應(yīng)的曲線，并標(biāo)明曲線（Ⅱ）．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析，隨溫度升高，三氧化硫濃度減小，說明平衡逆向進(jìn)行，逆向是吸熱反應(yīng)；利用表一計(jì)算0-40min內(nèi)用SO₂表示該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率和三氧化硫表示的反應(yīng)速率相同=

△c

△t

計(jì)算得到；
（2）依據(jù)化學(xué)平衡標(biāo)志是正逆反應(yīng)速率相同，各組分含量不變分析選項(xiàng)；
（3）依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析判斷，隨溫度升高反應(yīng)速率增大，三氧化硫濃度減小說明平衡逆向進(jìn)行；
（4）依據(jù)平衡三段式列式計(jì)算平衡濃度，結(jié)合平衡常數(shù)概念計(jì)算得到；
（5）溫度升高，三氧化硫平衡濃度減小結(jié)合達(dá)到平衡的變化繪制圖象得到，平衡時(shí)三氧化硫平衡濃度小于500K的平衡濃度，但達(dá)到平衡所需時(shí)間少．

解答：解：（1）圖表數(shù)據(jù)分析，隨溫度升高，三氧化硫濃度減小，說明平衡逆向進(jìn)行，逆向是吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；利用表一計(jì)算0-40min內(nèi)用SO₂表示該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率=v（SO₃）=

△c

△t

=

0.5mol/L

40min

=0.0125mol/L?min，
故答案為：放熱；0.0125；
（2）反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)；
A．反應(yīng)前后是氣體體積減小的反應(yīng)，當(dāng)容器中的壓強(qiáng)不再變化時(shí)，該反應(yīng)就達(dá)到平衡，故A正確；
B．反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中升溫系數(shù)之比為正反應(yīng)速率之比，達(dá)到平衡時(shí)v_正（SO₂）=v_逆（SO₃），說明三氧化硫正逆反應(yīng)速率相同，說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故B正確；
C．反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中升溫系數(shù)之比為正反應(yīng)速率之比，平衡時(shí)和反應(yīng)過程中c（SO₂）=c（SO₃），不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故C錯(cuò)誤；
D．反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向進(jìn)行，當(dāng)由500K平衡狀態(tài)時(shí)升高溫度至600K時(shí)，重新達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，容器的壓強(qiáng)增大，故D錯(cuò)誤；
故答案為：AB；
（3）依據(jù)圖表數(shù)據(jù)和想好想反應(yīng)速率因素分析判斷，隨溫度升高反應(yīng)速率增大，三氧化硫濃度減小說明平衡逆向進(jìn)行，
故答案為：升高溫度，反應(yīng)速率加快，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)；
（4）依題意得            2SO₂ +O₂ ?2SO₃
開始濃度（mol/L）        1      1      0
轉(zhuǎn)化濃度（mol/L）       0.50   0.25   0.50
平衡濃度（mol/L）       0.50   0.75   0.50
K=

c2(SO3)

c2(SO2)c(O2)

=

0.50mol/L×0.50mol/L

(0.50mol/L)2×0.75mol/L

=1.3L/mol，
故答案為：依題意得 2SO₂ +O₂ ?2SO₃
開始濃度（mol/L） 1        1     0
轉(zhuǎn)化濃度（mol/L） 0.50   0.25   0.50
平衡濃度（mol/L） 0.50   0.75   0.50
K=

c2(SO3)

c2(SO2)c(O2)

=

0.50mol/L×0.50mol/L

(0.50mol/L)2×0.75mol/L

=1.3L/mol；
（5）溫度升高，三氧化硫平衡濃度減小結(jié)合達(dá)到平衡的變化繪制圖象得到，平衡時(shí)三氧化硫平衡濃度小于500K的平衡濃度，但達(dá)到平衡所需時(shí)間少；曲線Ⅱ平衡時(shí)要低于曲線Ⅰ，到達(dá)平衡的時(shí)間要小于曲線Ⅰ，繪制的圖象為：
 ，
故答案為：
．

點(diǎn)評：本題考查了化學(xué)平衡數(shù)據(jù)分析判斷，平衡常數(shù)的計(jì)算應(yīng)用，影響平衡因素分析理解，圖象繪制方法和特征是解題關(guān)鍵，題目難度中等．