Question

（12分）在一定温度下的2 L密闭容器中充入0.4 mol SO₂和0.2 mol O₂ ，发生反应：2SO₂(g)+O₂(g) 2SO₃(g)   ΔH ＜0，n(O₂)随时间的变化如图实线所示：

（1）用SO₂表示0～4 min内该反应的平均速率为                。该温度下反应的平衡常数K为           。升高温度K值         （填“增大”、“不变”或“减小”）。  

（2）若温度不变，在容器中再加1 mol O₂ ，重新达到平衡，则SO₂的平衡浓度       

（填“增大”、“不变”或“减小”），氧气的转化率            （填“升高”、“不变”或“降低”），SO₃的体积分数            （填“增大”、“不变”或“减小”）。

（3）仅改变某一实验条件再进行两次实验，测得O₂的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线I对应的实验条件改变是_____________________________，曲线II对应的实验条件改变是______________________________________。

Answer

（1）0.025 mol/(L·min)（2分）   20（2分）    减小（1分）

（2）减小（1分）    降低（1分）    减小（1分）

（3）升高温度（2分）    增大压强（2分）

【解析】（1）化学反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示。0～4 min内氧气减少了0.1mol，则同时消耗二氧化硫是0.2mol，所以用SO2表示0～4 min内该反应的平均速率为。平衡是容器内氧气、二氧化硫、三氧化硫的浓度分别是0.05mol/L、0.1mol/L、0.1mol/L，所以平衡常数是。因为反应是放热反应，所以温度升高平衡向逆反应方向移动，即平衡常数减小。

（2）再加入1mol氧气，氧气浓度增大，平衡向正反应方向移动，提高二氧化硫的转化率，所以SO2的平衡浓度将减小，但氧气的转化率将减小。根据（1）可计算出平衡时二氧化硫的体积分数是40％。通入1mol氧气，若二氧化硫全部生成三氧化硫才是0.4mol，此时其体积分数是2/7，所以其体积分数减小。

（3）曲线I和原来相比，达到平衡的时间少了，但氧气的转化率降低了，所以只能是升高温度。曲线Ⅱ和原来相比，达到平衡的时间也少了，但氧气的转化率增大了，所以只能是增大压强。