Question

10．T₁温度下，反应2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0的平衡常数K=532.4．
（1）该反应平衡常数的表达式为K=$\frac{c{\;}^{2}（SO{\;}_{3}）}{c{\;}^{2}（SO{\;}_{2}）c（O{\;}_{2}）}$，
T₁温度下，某时刻测得体系中各物质浓度分别为c（SO₂）=0.0600mol•L^-1，c（O₂）=0.400mol•L^-1，c（SO₃）=2.000mol•L^-1，此时反应进行的方向为逆反应方向．
（2）该反应△S＜0，升高温度，平衡常数减小（填“增大”“减小”或“不变”）
（3）T₂温度下，2L容积固定的甲、乙两密闭容器中发生上述反应，测得平衡时有关数据如下：

容器	甲	乙
反应物投入量	2molSO2、1molO2	4molSO3
平衡时n（SO3）/mol	1	m
反应物的转化率	α1	α2

1下列能说明T₂温度下甲容器中上述反应已达到平衡状态的是AB．
A．SO₂、O₂、SO₃的物质的量浓度之比为212
B．容器内气体压强不再变化
C．单位时间内生成2v（SO₂）_消耗=v（O₂）_生成
D．容器内混合气体的密度不再变化
②分析表格中数据，α₁+α₂＜ 1（填“＞”“=”或“＜”），T₁＜T₂（填“＞”“=”或“＜”）．

Answer 1

分析 （1）平衡常数指达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值；根据Qc与K的大小关系判断反应进行的方向；
（2）2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0，根据该反应为气体体积减小的放热反应，据此判断；
（3）①利用化学平衡状态的特征“等”、“定”来判断反应达到平衡状态；
②因体积相同，将乙中的量极限转化后为甲中的2倍，则压强大于甲中的压强，减小三氧化硫的转化率；根据图表甲的数据计算T₂时的平衡常数与T₁平衡常数K=532.4比较判断温度大小．

解答 解：（1）可逆反应2SO₂（g）+O₂ （g）?2SO₃（g）的平衡常数k=$\frac{c{\;}^{2}（SO{\;}_{3}）}{c{\;}^{2}（SO{\;}_{2}）c（O{\;}_{2}）}$，某时刻测得体系中各物质浓度分别为c（SO₂）=0.0600mol•L^-1，c（O₂）=0.400mol•L^-1，c（SO₃）=2.000mol•L^-1，则Qc=$\frac{c{\;}^{2}（SO{\;}_{3}）}{c{\;}^{2}（SO{\;}_{2}）c（O{\;}_{2}）}$=$\frac{2{\;}^{2}}{0.06{\;}^{2}×0.4}$=2777.8＞K=532.4，所以此时反应进行的方向为逆反应方向，故答案为：$\frac{c{\;}^{2}（SO{\;}_{3}）}{c{\;}^{2}（SO{\;}_{2}）c（O{\;}_{2}）}$；逆反应方向；
（2）2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0，该反应为气体体积减小的放热反应，所以△S＜0，升高温度，平衡向吸热即逆反应方向移动，则反应常数减小；
故答案为：＜；减小；
（3）①A、根据甲开始2molSO₂、1molO₂，平衡时n（SO₃）=1mol，所以平衡时剩余1molSO₂、0.5molO₂，生成n（SO₃）=1mol，则SO₂、O₂、SO₃的物质的量浓度之比为2：1：2，故A正确；
B、因该反应是物质的量在减少的化学反应，物质的量与压强成正比，则混合气体的压强不随时间的变化而变化，达到平衡状态，故B正确；
C、因单位时间内生成v（SO₂）_消耗=2v（O₂）_生成达平衡，则单位时间内生成2v（SO₂）_消耗=v（O₂）_生成不能作为判断平衡的依据，故C错误；
D、混合气体的质量、体积一直不变，则密度始终不变，不能作为判断平衡的依据，故D错误；
故答案为：AB；
②因体积相同，将乙中的量极限转化后为甲中的2倍，则压强大于甲中的压强，减小三氧化硫的转化率，则α₁+α₂＜1；根据甲开始2molSO₂、1molO₂，平衡时n（SO₃）=1mol，所以平衡时剩余1molSO₂、0.5molO₂，生成n（SO₃）=1mol，所以T₂时的平衡常数=$\frac{（\frac{1}{2}）{\;}^{2}}{（\frac{1}{2}）{\;}^{2}×\frac{0.5}{2}}$=4＜T₁平衡常数K=532.4，又升高温度，平衡常数减小，所以T₁＜T₂，故答案为：＜；＜．

点评 本题考查了化学平衡常数概念，平衡影响因素分析判断，平衡标志理解分析，平衡常数的计算应用，掌握基础是关键，题目难度中等．