Question

硫酸生產(chǎn)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(zhuǎn)化率（α）與體系總壓強(qiáng)（p）的關(guān)系如圖所示．根據(jù)圖示回答下列問(wèn)題：
（1）將2.0mol SO₂和1.0mol O₂置于10L密閉容器中，反應(yīng)達(dá)平衡后，體系總壓強(qiáng)為0.10MPa．該反應(yīng)的平衡常數(shù)等于

800

．（不需要寫(xiě)表達(dá)式）
（2）平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，平衡常數(shù)K（A）

=

K（B）（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）此反應(yīng)在恒溫密閉的裝置中進(jìn)行的，能充分說(shuō)明此反應(yīng)已達(dá)到平衡的標(biāo)志是：

AD

（填字母）
A．接觸室中氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)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(zhì)的量之比為2：1：2
D．接觸室中壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化而變化．

Answer 1

分析：（1）反應(yīng)達(dá)平衡后，體系總壓強(qiáng)為0.10MPa，由圖可知，SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率α=0.80，利用三段式表示出平衡時(shí)反應(yīng)混合物各組分的物質(zhì)的量，再計(jì)算平衡時(shí)反應(yīng)混合物各組分的平衡濃度，代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算；
（2）平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，改變的是壓強(qiáng)，平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變，平衡常數(shù)不變；
（3）可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等（同種物質(zhì)）或正逆反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比（不同物質(zhì)），平衡時(shí)各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等不再發(fā)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(yīng)達(dá)平衡后，體系總壓強(qiáng)為0.10MPa，由圖可知，SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率α=0.80，參加反應(yīng)的二氧化硫?yàn)?mol×80%=1.6mol，則：
              2SO₂（g）+O₂（g）

催化劑

△

 2SO₃（g）
開(kāi)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(shí)濃度：c（SO₂）=0.04mol/L，c（O₂）=0.02mol/L，c（SO₃）=0.16mol/L，故平衡常數(shù)k=

0.162

0.042×0.02

=800，故答案為：800；
（2）平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，改變的是壓強(qiáng)，平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變，平衡常數(shù)不變，故平衡常數(shù)K（A）=K（B），故答案為：=；
（3）A．氣體的總質(zhì)量不變，隨反應(yīng)進(jìn)行，氣體的物質(zhì)的量減小，平均相對(duì)分子質(zhì)量增大，平均相對(duì)分子質(zhì)量不變，說(shuō)明到達(dá)平衡狀態(tài)，故A正確；
B．平衡時(shí)接觸室中SO₂、O₂的濃度一定不相同，開(kāi)始物質(zhì)的量為2：1，按2：1反應(yīng)，平衡時(shí)二者的物質(zhì)的量之比為2：1，濃度之比為2：1，故B錯(cuò)誤；
C．平衡時(shí)接觸室中SO₂、O₂、SO₃物質(zhì)的量之比可能為2：1：2，可能不是2：1：2，與二氧化硫的轉(zhuǎn)化率有關(guān)，故C錯(cuò)誤；
D．隨反應(yīng)進(jìn)行，氣體的物質(zhì)的量減小，接觸室中壓強(qiáng)減小，壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化而變化，說(shuō)明到達(dá)平衡狀態(tài)，故D正確．
故答案為：AD．

點(diǎn)評(píng)：本題考查平衡常數(shù)的影響因素與計(jì)算、平衡狀態(tài)的判斷等，難度中等，注意選擇判斷平衡狀態(tài)的物理量應(yīng)是隨反應(yīng)進(jìn)行變化的物理量，當(dāng)該物理量不再變化，說(shuō)明到達(dá)平衡．