Question

500℃時，將SO₂和O₂置于一容積固定為2L的密閉容器中發(fā)生反應，反應過程中SO₂、O₂和SO₃物質的量變化如圖所示，測得此溫度下0～10min內共放出熱量為a kJ．
（1）寫出該反應的熱化學方程式

 

．
（2）反應在10min至15min時間段，SO₃的反應速率為

 

．
（3）根據曲線變化趨勢看出，反應進行至25min時，采取的措施為

 

，達到新平衡后與原平衡相比SO₂的體積分數

 

（填“變小”“變大”“不變”）．
（4）不考慮25min后的變化情況，下列說法正確的是

 

（填序號）．
a．其他條件不變，反應在絕熱容器中進行達到平衡時SO₂的轉化率更大
b．其他條件不變，若在容積可變的密閉容器中進行反應，SO₃的產量和平衡常數均增大
c．其他條件不變，向該密閉容器充入1mol 氦氣，壓強增大，平衡正向移動
d．其他條件不變，若將起始反應物的量加倍，達新平衡時O₂的濃度小于0.15mol/L
（5）若保持其他條件不變，起始時充入a mol SO₂、b mol O₂、c mol SO₃，欲使平衡混合物中各組成與20～25min段相同，則a、b應滿足的關系為

 

，b的取值范圍是

 

，且欲使開始時該反應向逆反應方向進行，c的取值范圍是

 

．

Answer 1

考點：物質的量或濃度隨時間的變化曲線,化學平衡的影響因素

專題：化學平衡專題

分析：（1）由圖可知，在0～10min內參加反應的SO₂為0.6mol-0.5mol=0.1mol，此時放出的熱為a kJ，由此可計算出△H的值，進而寫出熱化學方程式；
（2）根據v=

△n V

△t

計算；
（3）根據曲線變化趨勢看出，反應進行至25min時，氧氣的物質的量瞬間增大，而另外兩種物質沒有變化，所以此時改變的條件為增加氧氣的量，平衡正向移動，SO₂的體積分數減小，據此答題；
（4）a．其他條件不變，反應在絕熱容器中進行，反應體系的溫度升高，平衡逆向移動，所以達到平衡時SO₂的轉化率更大減��；
b．其他條件不變，若在容積可變的密閉容器中進行反應，平衡常數只與溫度有關，所以不變化；
c．其他條件不變，向該密閉容器充入1mol 氦氣，由于體積沒有變化，各物質濃度也不變，所以平衡不移動；
d．其他條件不變，若將起始反應物的量加倍，體系壓強增大，平衡正向移動，達新平衡時O₂的濃度小于0.15mol/L；
（5）由圖可知二氧化硫、氧氣的起始物質的量分別為0.6mol、0.4mol，由于恒溫恒容下的等效平衡，應滿足二者起始濃度之比為2：1，且將三氧化硫完全轉化為二氧化硫和氧氣時，總的二氧化硫的物質的量、氧氣的物質的量與起始的二氧化硫、氧氣起始物質的量對應相等；要使反應逆向進行，生成物的物質的量比平衡時的物質的量要多一些，據此判斷；

解答： 解：（1）由圖可知，在0～10min內參加反應的SO₂為0.6mol-0.5mol=0.1mol，此時放出的熱為a kJ，1molSO₂參加反應可以放出10aKJ的熱量，所以熱化學方程式為：2SO₂（g）+O₂（g）

500℃

2SO₃（g）△H=-20a kJ/mol，故答案為：2SO₂（g）+O₂（g）

500℃

2SO₃（g）△H=-20a kJ/mol；
（2）10min至15min時間段，SO₃的變化的物質的量為0.35mol-0.1mol=0.25mol，根據v=

△n V

△t

可知SO₃的反應速率為

0.25mol 2L

5min

=0.025 mol/（L?min），故答案為：0.025 mol/（L?min）；
（3）根據曲線變化趨勢看出，反應進行至25min時，氧氣的物質的量瞬間增大，而另外兩種物質沒有變化，所以此時改變的條件為增加氧氣的量，平衡正向移動，SO₂的體積分數減小，故答案為：補充氧氣； 變��；
（4）a．其他條件不變，反應在絕熱容器中進行，反應體系的溫度升高，平衡逆向移動，所以達到平衡時SO₂的轉化率更大減小，故a錯誤；
b．其他條件不變，若在容積可變的密閉容器中進行反應，平衡常數只與溫度有關，所以不變化，故b錯誤；
c．其他條件不變，向該密閉容器充入1mol 氦氣，由于體積沒有變化，各物質濃度也不變，所以平衡不移動，故c錯誤；
d．其他條件不變，若將起始反應物的量加倍，體系壓強增大，平衡正向移動，達新平衡時O₂的濃度小于0.15mol/L，故d正確；
故選d；
（5）由圖可知二氧化硫、氧氣的起始物質的量分別為0.6mol、0.4mol，由于恒溫恒容下的等效平衡，應滿足二者起始濃度之比為2：1，且將三氧化硫完全轉化為二氧化硫和氧氣時，總的二氧化硫的物質的量、氧氣的物質的量與起始的二氧化硫、氧氣起始物質的量對應相等，即有a+c=0.6，b+

1

2

c=0.4，所以有2b-a=0.2，因為a、c均大于0，所以0.1≤b≤0.4，要使反應逆向進行，生成物的物質的量比平衡時的物質的量要多一些，在20～25min段時，三氧化硫的物質的量為0.5mol，所以有0.5＜c≤0.6，故答案為：2b-a=0.2； 0.1≤b≤0.4；  0.5＜c≤0.6；

點評：本題主要考查了可逆反應中反應熱的計算、化學反應速率的計算、等效平衡原理的應用，有一定的綜合性，難度中等．