Question

在一定條件下，二氧化硫和氧氣發生如下反應：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0
（1）寫出該反應的化學平衡常數表達式K=

[SO3]2

[SO2]2[O2]

（2）降低溫度，該反應K值

增大

（填“增大、減小或不變”）
（3）在600℃時，在一密閉容器中，將二氧化硫和氧氣混合，反應過程中SO₂、O₂、SO₃物質的量變化如圖所示，反應處于平衡狀態的時間是

15-20min

和25-30min．
（4）在第一次平衡狀態時，SO₂的轉化率是

20%

．
（5）在600℃時，測得某混合體系中各物質的濃度為：c（SO₂）=0.1mol/L，c（O₂）=0.5mol/L，c（SO₃）=0.2mol/L．通過計算，判斷此混合體系中反應進行的方向．要求寫出具體的計算過程．

Answer 1

分析：（1）平衡常數等于平衡狀態下生成物濃度的冪次方乘積除以反應物濃度的冪次方乘積；
（2）依據化學反應是放熱反應，降溫向放熱反應方向進行；
（3）平衡狀態是一定條件下物質濃度不再改變，物質的量不變，正逆反應速率相同；
（4）依據圖象分析二氧化硫物質的量從0.2mol變化為0.16mol，結合轉化率概念計算；
（5）平衡常數隨溫度變化，通過圖象數據計算平衡常數，依據反應過程的濃度商和平衡常數比較分析判斷．

解答：解：（1）2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0
依據化學方程式分析，達到平衡狀態時的平衡常數，用平衡濃度計算得到：K=

[SO3]2

[SO2]2[O2]

，故答案為：

[SO3]2

[SO2]2[O2]

；
（2）2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0；分析反應可知，是放熱反應，降溫，平衡向放熱反應方向移動，所以平衡常數增大，故答案為：增大；
（3）平衡狀態是一定條件下物質濃度不再改變，物質的量不變，正逆反應速率相同；依據圖象分析在15-20min；25-30min時平衡狀態，故答案為：15-20min；
（4）圖象分析二氧化硫第一次平衡，物質的量從0.2mol變化為0.16mol，轉化率=

0.2mol-0.16mol

0.2mol

×100%=20%，故答案為：20%；
（5）圖象分析，600°C，第一次平衡狀態下，n（SO₂）=0.16mol；n（O₂）=0.08mol；n（SO₃）=0.04mol；
25-30min，達到新的平衡是改變壓強濃度形成，平衡常數隨溫度變化，設體系體積為1L；平衡時物質的濃度為：c（SO₂）=0.16mol/L；c（O₂）=0.08mol/L；c（SO₃）=0.04mol/L；
則化學平衡常數K=

(0.04mol/L)2

(0.16mol/L)2×0.08mol/L

=0.78L/mol；
在600℃時，測得某混合體系中各物質的濃度為：c（SO₂）=0.1mol/L，c（O₂）=0.5mol/L，c（SO₃）=0.2mol/L；
濃度商為：Qc=

(0.2mol/L)2

(0.1mol/L)2×0.5mol/L

=8＞K，所以反應向逆向進行，
答：逆向進行．

點評：本題考查了化學平衡的特征，平衡常數的概念、計算應用，圖象分析和數據應用能力，主要是反應進行方向的判斷方法，題目難度中等．