Question

在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）

450℃

催化劑

2SO₃（g）△H=-190kJ?mol^-1
（1）該熱化學(xué)反應(yīng)方程式的意義是

 

．
（2）下列描述中能說明反應(yīng)已達(dá)平衡的是

 

．
a．v_正（O₂）=2v_逆（SO₃）
b．容器中氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間而變化
c．容器中氣體的密度不隨時間而變化
d．容器中氣體的分子總數(shù)不隨時間而變化
（3）在一個固定容積為5L的密閉容器中充入0.10molO₂和0.20molSO₂，半分鐘后達(dá)到平衡，測得容器中含SO₃0.18mol，則v（O₂）=

 

 mol?L^-1?min^-1，該反應(yīng)的平衡常數(shù)等于

 

，若繼續(xù)通入0.20mol SO₂和0.10molO₂，則平衡

 

移動（填“向正反應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向”或“不”），再次達(dá)到平衡后，

 

 mol＜n（SO₃）＜

 

mol．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,熱化學(xué)方程式,化學(xué)平衡的計算

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題

分析：（1）熱化學(xué)方程式應(yīng)注明反應(yīng)熱的測定條件、聚集狀態(tài)、反應(yīng)熱的數(shù)值、單位、符號，其化學(xué)計量數(shù)表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量；
（2）根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志：正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，平衡混合物中各組成成分的含量不變來判斷；
（3）化學(xué)反應(yīng)速率的定義求出氧氣的速率；根據(jù)影響化學(xué)平衡的因素來判斷平衡移動方向，根據(jù)達(dá)到平衡時各組分濃度及平衡常數(shù)表達(dá)式計算出該溫度下的平衡常數(shù)，利用極限法求出再次達(dá)平衡后n（SO₃）的范圍．

解答： 解：（1）熱化學(xué)方程式表明化學(xué)反應(yīng)所放出或吸收熱量的化學(xué)方程式，反應(yīng)熱的測量與溫度有關(guān)，應(yīng)注明溫度，各物質(zhì)化學(xué)式前的化學(xué)計量數(shù)表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)不同，反應(yīng)熱也不相同，應(yīng)注明聚集狀態(tài)，+190kJ表示放出190kJ的熱量，該熱化學(xué)方程式的意義是：在450℃時，2molSO₂氣體和1molO₂氣體完全反應(yīng)生成2molSO₃氣體時放出的熱量為190kJ；
故答案為：在450℃時，2molSO₂氣體和1molO₂氣體完全反應(yīng)生成2molSO₃氣體時放出的熱量為190kJ；
（2）化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志：正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，平衡混合物中各組成成分的含量不變來判斷，
a、速與化學(xué)方程式計量數(shù)之比率之比為正反應(yīng)速率之比，v_正（O₂）=2v_逆（SO₃）不符合速率之比，不能判斷是否達(dá)到平衡，故a不符合；
b、容器中氣體的平均分子量不隨時間而變化，說明平衡混合物中各組成成分含量不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故b符合；
c、氣體的密度=

質(zhì)量

體積

，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)過程中氣體的總質(zhì)量不變，容器體積不變，氣體的密度不會發(fā)生變化，故容器中氣體的密度不隨時間而變化，不能判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡，故c不符合；
d、該反應(yīng)為氣體的分子總數(shù)減少的反應(yīng)，當(dāng)容器中氣體的分子總數(shù)不隨時間而變化時，平衡混合物中各組成成分含量不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故d符合；
故答案為：bd；
（3）達(dá)到平衡時生成0.18molSO₃，則：
              2SO₂ +O₂ ?2SO₃
反應(yīng)前（mol） 0.20     0.10     0
變化（mol）   0.18     0.09   0.18
平衡時（mol） 0.02     0.01   0.18
v（O₂）=

0.09mol

5L?0.5min

=0.036mol．L^-1?min^-1；
該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)為：K=

c2(SO3)

c2(SO2)?c(O2)

=

(0.036)2

(0.004)2×0.002

≈4.05×10⁴；
繼續(xù)通入0.20mol SO₂和0.10mol O₂，容器內(nèi)壓強(qiáng)增大，平衡向氣體體積減小的方向移動，即向正反應(yīng)方向移動；
用極限法求出n（SO₃）的范圍，
假設(shè)平衡不移動，此時n（SO₃）=0.18×2=0.36mol，
假設(shè)0.40molSO₂完全生成SO₃，根據(jù)化學(xué)方程式 2SO₂ +O₂ ?2SO₃
可知n（SO₃）=0.4mol，
所以再次達(dá)到平衡時，0.36mol＜n（SO₃）＜0.40mol，
故答案為：0.036； 4.05×10⁴；向正反應(yīng)方向；0.36、0.40．

點評：本題考查化學(xué)反應(yīng)速率、平衡常數(shù)、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、化學(xué)平衡的影響因素等，知識面廣，應(yīng)加強(qiáng)平時知識的積累．