Question

(12分)在一定条件下，二氧化硫和氧气发生如下反应：

2SO₂(g)＋O₂(g) 2SO₃(g)　ΔH＜0

(1) 写出该反应的化学平衡常数表达式K＝______  ____。降低温度，该反应K值___ ___，二氧化硫转化率______，化学反应速率___  ___。(以上均填“增大”“减小”或“不变”)

(2) 600 ℃时，在一密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，反应过程中SO₂、O₂、SO₃物质的量变化如图所示，反应处于平衡状态的时间是____    ____。

(3)据上图判断，反应进行至20 min时，曲线发生变化的原因是________________ ___________________     (用文字表达)；10 min到15 min的曲线变化的原因可能是________(填写编号)。

a．加了催化剂　　　　　　　b．缩小容器体积

c．降低温度                d．增加SO₃的物质的量

（4）已知在600℃时，2SO₂(g)＋O₂(g) 2SO₃(g)的平衡常数K=19，若600℃时测得容器内c(SO₂)=0.3mol/L，c(O₂)=0.1mol/L，c(SO₃)=0.4mol/L，在这种情况下，该反应是否处于平衡状态？         （填“是”或“否”）。此时，化学反应速率是v(正)       v(逆)（填“>”、“<”或“=”），原因是                                                      。

Answer

(1) ；增大 ；增大； 减小

(2)15～20 min和25～30 min

(3)增加了O2的量 ；ab （2分）

（4）否；>；Qc =  = 17.8 < K，反应向正反应方向移动。（2分）

【解析】（1）平衡常数是指在一定条件下，可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以根据方程式可知，该反应的平衡常数K＝；正反应是放热反应，所以降低温度反应速率降低，平衡向正反应方向进行，平衡常数增大，反应物的转化率增大。

（2）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。所以根据图像可知，处于平衡状态的是15～20 min和25～30 min。

（3）根据图像可知，反应进行到20min时，氧气的物质的量突然增大，三氧化硫的物质的量逐渐增大，SO2的物质的量逐渐减小，所以改变的条件是增加了O2的量；10 min到15 min氧气和SO2的物质的量降低的速率增加，三氧化硫的物质的量增加的速率增大，即反应速率增加，所以改变的条件应该是使用了催化剂或增大了氧气，答案选ab。

（4）此时K＝＜19，所以反应向正反应方向进行，此时正反应速率大于逆反应速率。