Question

将1.00mol二氧化硫和1.00mol氧气通入1.00L的密闭容器中，分别在500K、600K、700K三个不同的温度下进行2SO₂+O₂?2SO₃反应，反应过程中SO₃浓度随时间的变化如下面表格所示：
表一：500K

时间（min）	0	5	10	15	20	25	30	35	40	45	50	55
SO3 浓度（mol/L）	0	0.1	0.15	0.20	0.25	0.30	0.35	0.40	0.50	0.55	0.60	0.60

表二：600K

时间（min）	0	5	10	15	20	25
SO3浓度（mol/L）	0	0.2	0.30	0.40	0.50	0.50

表三：700K

时间（min）	0	5	10	15	20	25
SO3浓度（mol/L）	0	0.25	0.35	0.35	0.35	0.35

（1）从上面三个表的数据可以判断该反应是

 

反应（填吸热或放热），利用表一计算0-40min内用
SO₂表示该反应的化学反应速率v（SO₂）=

 

mol/L?min；
（2）对该反应，下面的说法正确的是

 

；（双选）
A．当容器中的压强不再变化时，该反应就达到平衡
B．达到平衡时v_正（SO₂）=v_逆（SO₃）
C．平衡时c（SO₂）=c（SO₃）
D．当由500K平衡状态时升高温度至600K时，重新达到平衡状态时，容器的压强减少
（3）从上面三个表的数据，温度对应该反应的反应速率和平衡移动的影响是

 

；
（4）计算在600K时的平衡常数（写出计算过程，最后结果取两位有效数字）

 

；
（5）下图曲线（Ⅰ）是在500K时SO₃浓度的变化曲线，请你在图中画出在550K进行上述反应的曲线，并标明曲线（Ⅱ）．

Answer 1

分析：（1）依据图表数据分析，随温度升高，三氧化硫浓度减小，说明平衡逆向进行，逆向是吸热反应；利用表一计算0-40min内用SO₂表示该反应的化学反应速率和三氧化硫表示的反应速率相同=

△c

△t

计算得到；
（2）依据化学平衡标志是正逆反应速率相同，各组分含量不变分析选项；
（3）依据图表数据分析判断，随温度升高反应速率增大，三氧化硫浓度减小说明平衡逆向进行；
（4）依据平衡三段式列式计算平衡浓度，结合平衡常数概念计算得到；
（5）温度升高，三氧化硫平衡浓度减小结合达到平衡的变化绘制图象得到，平衡时三氧化硫平衡浓度小于500K的平衡浓度，但达到平衡所需时间少．

解答：解：（1）图表数据分析，随温度升高，三氧化硫浓度减小，说明平衡逆向进行，逆向是吸热反应，正反应为放热反应；利用表一计算0-40min内用SO₂表示该反应的化学反应速率=v（SO₃）=

△c

△t

=

0.5mol/L

40min

=0.0125mol/L?min，
故答案为：放热；0.0125；
（2）反应是气体体积减小的放热反应；
A．反应前后是气体体积减小的反应，当容器中的压强不再变化时，该反应就达到平衡，故A正确；
B．反应速率之比等于化学方程式中升温系数之比为正反应速率之比，达到平衡时v_正（SO₂）=v_逆（SO₃），说明三氧化硫正逆反应速率相同，说明反应达到平衡，故B正确；
C．反应速率之比等于化学方程式中升温系数之比为正反应速率之比，平衡时和反应过程中c（SO₂）=c（SO₃），不能说明反应达到平衡，故C错误；
D．反应是放热反应，升高温度，平衡逆向进行，当由500K平衡状态时升高温度至600K时，重新达到平衡状态时，容器的压强增大，故D错误；
故答案为：AB；
（3）依据图表数据和想好想反应速率因素分析判断，随温度升高反应速率增大，三氧化硫浓度减小说明平衡逆向进行，
故答案为：升高温度，反应速率加快，化学平衡逆向移动；
（4）依题意得            2SO₂ +O₂ ?2SO₃
开始浓度（mol/L）        1      1      0
转化浓度（mol/L）       0.50   0.25   0.50
平衡浓度（mol/L）       0.50   0.75   0.50
K=

c2(SO3)

c2(SO2)c(O2)

=

0.50mol/L×0.50mol/L

(0.50mol/L)2×0.75mol/L

=1.3L/mol，
故答案为：依题意得 2SO₂ +O₂ ?2SO₃
开始浓度（mol/L） 1        1     0
转化浓度（mol/L） 0.50   0.25   0.50
平衡浓度（mol/L） 0.50   0.75   0.50
K=

c2(SO3)

c2(SO2)c(O2)

=

0.50mol/L×0.50mol/L

(0.50mol/L)2×0.75mol/L

=1.3L/mol；
（5）温度升高，三氧化硫平衡浓度减小结合达到平衡的变化绘制图象得到，平衡时三氧化硫平衡浓度小于500K的平衡浓度，但达到平衡所需时间少；曲线Ⅱ平衡时要低于曲线Ⅰ，到达平衡的时间要小于曲线Ⅰ，绘制的图象为：
 ，
故答案为：
．

点评：本题考查了化学平衡数据分析判断，平衡常数的计算应用，影响平衡因素分析理解，图象绘制方法和特征是解题关键，题目难度中等．