Question

已知反应：2S0₂(g)+0₂(g) 2S0₃(g) △H <0。请回答下列问题：

（1）某温度下，在一固定体积的密闭容器中加入100g SO₃(g)发生上述反应，下列能说明该反应已达到平衡状态的是_____(填序号）

①每生成80g S0₃的同时消耗64gSO₂

②混合气体的密度保持不变

③SO₃的体积分数保持不变

④混合气体的平均相对分子质量不再变化

（2）某温度下，在一固定体积为2升的密闭容器中，充入2molS0₂和lmol0₂发生上述反应，当反应进行到2分钟末时达到平衡，平衡混合物中S0₃的质量分数为50%，则反应前2分钟内用S0₂表示的平均反应速率为_____，S0₂的转化率为____，此时反应的平衡常数为_________。

（3）在某恒温、恒压容器中，按体积比2: 1加入S0₂和0₂进行上述反应，达到平衡后，再向容器中充入适量S0₃(g)，达到新平衡时，c(0₂)将比原平衡_____(填“增大”、“减小”、或“不变”)

（4）若在某恒温、恒容容器中，加入一定量S0₃(g)发生上述反应，达到平衡后，再向容器 中充入适量S0₃(g)，达到新平衡时，c(S0₂)/c(S0₃)将比原平衡______(填“增大”、“减小”、或“不变”)。

Answer

③④0.25mol∙L-1∙min-150%4不变减小

【解析】

（1）①每生成80gS03，反应向右进行，同时消耗64gSO2，反应向右进行，速率同向，不能判断反应达到平衡状态，故不选；

②该容器体积不变、反应前后混合气体质量不变,则容器中密度始终不变,则不能根据密度判断平衡状态,故不选；
③SO3的体积分数保持不变，各物质浓度保持不变，反应达到平衡状态，可选；

④该反应中三氧化硫分解后气体的物质的量增大，混合气体质量不变,则混合气体的平均相对分子质量在反应前后减小,当容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变时,正逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,可选；
综上所述，本题选③④。

（2）在一固定体积为2升的密闭容器中，充入2molS02和lmol02发生2SO2+O2==2SO3反应，设当反应进行到2分钟末时达到平衡时，消耗氧气的量为xmol，进行如下计算：

2SO2 + O2 2SO3，

起始量 2 1 0

变化量 2x x 2x

平衡量 2-2x 1-x 2x

根据平衡混合物中S03的质量分数为50%，则50%=2x×80/(2×64+1×32)×100%，解得x=0.5mol；则反应前2分钟内用S02表示的平均反应速率为2×0.5/(2×2)=0.25mol∙L-1∙min-1；S02的转化率为2×0.5/2×100%=50%；达平衡时各物质浓度分别为：c(SO2)=（2-1）/2=0.5mol/L，c(O2)=（1-0.5）/2=0.25mol/L，c(SO3)=2×0.5/2=0.5mol/L，此时反应的平衡常数为0.52/(0.25×0.52)=4；综上所述，本题答案是：0.25mol∙L-1∙min，50%，4。

（3）保持恒温、恒压，反应达到平衡后，再向容器中充入适量S03(g)，在恒压条件下，与原平衡状态相同，是等效平衡，各物质的含量不变，所以c(02)与原平衡相比，应该为不变；综上所述，本题答案是：不变。

（4）恒温、恒容条件下反应达到平衡，达到平衡后，再向容器中充入适量S03(g)，恒容条件下相对于原平衡，等效于加压过程，平衡向右移动，c(S03)增大，c(S02)减小，c(S02)/c(S03)将比原平衡减小；综上所述，本题答案是：减小。