Question

20．二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大氣的主要污染物．綜合治理其污染是環(huán)境化學(xué)當(dāng)前的重要研究?jī)?nèi)容之一．
硫酸生產(chǎn)中，SO₂催化氧化生成SO₃：2SO₂（g）+O₂（g）$?_{△}^{催化劑}$2SO₃（g）某溫度下，SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率（a）與體系總壓強(qiáng)（p）的關(guān)系如圖所示．根據(jù)圖示回答下列問(wèn)題：
（1）將2.0mol SO₂和1.0mol O₂置于10L密閉容器中，反應(yīng)達(dá)平衡后，體系總壓強(qiáng)為0.10MPa．該反應(yīng)的平衡常數(shù)等于800．
（2）若改在容器中加入1.0mol SO₂、0.5mol O₂和amol SO₃，保持溫度不變反應(yīng)達(dá)平衡后，體系總壓強(qiáng)也為0.10MPa，則a=1.0mol．SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率為60%．
（3）平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)．平衡常數(shù)K（A）=K（B）（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖表得轉(zhuǎn)化的SO₂為：2mol×0.80=1.6mol
            2SO₂（g）+O₂（g）$\frac{\underline{催化劑}}{△}$2SO₃（g）
n₀ （mol）   2.0     1.0             0
△n（mol）   1.6     0.8            1.6
n_平（mol）   0.4     0.2            1.6  
計(jì)算平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度，可計(jì)算平衡常數(shù)；
（2）若改在容器中加入1.0mol SO₂、0.5mol O₂和amol SO₃，保持溫度不變反應(yīng)達(dá)平衡后，體系總壓強(qiáng)也為0.10MPa，應(yīng)為等效平衡；
（3）溫度不變，則平衡常數(shù)不變．

解答 解：（1）根據(jù)圖表得轉(zhuǎn)化的SO₂為：2mol×0.80=1.6mol
            2SO₂（g）+O₂（g）$\frac{\underline{催化劑}}{△}$2SO₃（g）
n₀ （mol）   2.0     1.0             0
△n（mol）   1.6     0.8            1.6
n_平（mol）   0.4     0.2            1.6  
 容器體積為10L則各物質(zhì)平衡濃度：C（SO₂）=0.04mol/L  C（O₂）=0.02mol/L   C（SO₃）=0.16mol/L
K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）c（{O}_{2}）}$=$\frac{0.1{6}^{2}}{0.0{4}^{2}×0.02}$=800L/mol，
故答案為：800；
（2）兩次平衡為等效平衡，達(dá)到平衡后各物質(zhì)的物質(zhì)的量相同．
            2SO₂（g）+O₂（g） $\frac{\underline{催化劑}}{△}$2SO₃（g）
n_{0 （mol）}   1.0        0.5          a
△n_（mol）  0.6        0.3         0.6
n_平（mol）   0.4       0.2          1.6                   
a=1.0，
SO₂平衡轉(zhuǎn)化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%=$\frac{0.6}{1.0}$×100%=60%，
故答案為：1.0；60%；
（3）由于溫度不變，則K不變，平衡常數(shù)K（A）=K（B），故答案為：=．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡圖象、化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)平衡的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力，題目設(shè)計(jì)知識(shí)點(diǎn)多，難度中等，解題時(shí)注意看清圖象，把握三段式在平衡計(jì)算的應(yīng)用．