Question

将一定量的SO₂和含1molO₂的空气（不考虑其他酸性气体）充入2L的恒容密闭容器中，某温度时，在催化剂作用下发生反应：2SO₂(g)+O₂ (g) 2SO₃ (g)  △H<0。反应达到平衡后，将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液，气体减少了1.8 mol。再将剩余气体通过某溶液吸收O₂，气体又减少了0.2 mol。请回答下列问题：

(1)判断该反应达到平衡状态的标志是________（填字母）。

a．容器中混合气体的密度保持不变    b．SO₂体积分数保持不变

c．容器中气体的压强不变            d．SO₃的生成速率与SO₂的消耗速率相等

(2)欲提高SO₂的转化率，下列措施可行的是_______（填字母）。

a．向容器中再充人N₂    b．向容器中再充入O₂

c．改变反应的催化剂    d．降低温度

(3)升高温度，上述反应的平衡常数K______（填“增大”“减小”或“不变”，下同），化学反应速率______。

(4)该温度下，反应2SO₂ (g) +O₂ (g) 2SO₃(g)的平衡常数K=___________。

Answer

bc bd 减小 增大 640(或640 L/mol)

【解析】(1)a．密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，容器中混合气体的密度保持不变不能说明反应达到平衡状态，a错误；b．SO2体积分数保持不变说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，b正确；c．正反应体积减小，因此容器中气体的压强不变说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，c正确；d．SO3的生成速率与SO2的消耗速率均是正反应速率，不能说明反应达到平衡状态，d错误，答案选bc；(2)a．向容器中再充人N2，压强增大，但反应物浓度不变，平衡不移动，a错误；b．向容器中再充入O2，氧气浓度增大，平衡向正反应方向进行，SO2转化率增大，b正确；c．改变反应的催化剂不能改变平衡状态，转化率不变，c错误；d．正反应放热，降低温度平衡向正反应方向进行，SO2转化率升高，d正确，答案选bd；(3)正反应放热，升高温度，反应速率增大，平衡向逆反应方向进行，上述反应的平衡常数K减小。(4)反应达到平衡后，将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液，气体减少了1.8 mol，即平衡时SO2和三氧化硫物质的量之和是1.8mol。再将剩余气体通过某溶液吸收O2，气体又减少了0.2 mol，即平衡时氧气是0.2mol，所以消耗氧气是1mol－0.2mol=0.8mo，生成三氧化硫是1.6mol，所以平衡时SO2是1.8mol-1.6mol＝0.2mol，因此该温度下平衡时SO2、O2、SO3的浓度分别是（mol/L）0.1、0.1、0.8，则平衡常数K＝。

点睛：该题的难点是平衡状态判断和外界条件对平衡状态的影响，尤其是惰性气体充入时。对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了，即说明可逆反应达到了平衡状态，判断化学反应是否达到平衡状态，关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化。关于“惰性气体”对化学平衡的影响：①恒温、恒容条件：原平衡体系体系总压强增大→体系中各组分的浓度不变→平衡不移动。②恒温、恒压条件：原平衡体系容器容积增大，各反应气体的分压减小→体系中各组分的浓度同倍数减小（等效于减压），平衡向气体体积增大的方向移动。