Question

化學反應2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）是硫酸制造工業的基本反應．將0.050mol的SO₂（g）和0.030mol的O₂（g）注入體積為1.0L的密閉反應器，并置于某溫度為850℃下的恒溫環境中，達到化學平衡后，測的反應器中有0.04mol SO₃（g），求
（1）該溫度下反應的平衡常數及SO₂的平衡轉化率．
（2）若在相同溫度條件下，向該容器中通入0.048mol SO₃（g）、0.0090mol的O₂和0.002mol的SO₂，請問可逆反應是否是化學平衡狀態，若不是，請問平衡將向什么方向移動？

Answer 1

【答案】分析：（1）利用三段式計算平衡時各組分的物質的量，進而計算各組分平衡濃度，代入平衡常數表達式計算；
根據轉化率定義計算SO₂的平衡轉化率；
（2）計算該情況下濃度商Qc，與平衡常數比較判斷，若Qc=k，處于平衡狀態，若Qc＜k，反應向正反應進行，Qc＞k，反應向逆反應進行．
解答：解：（1）達到化學平衡后，測的反應器中有0.04mol SO₃（g），則：
              2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
開始（mol）：0.05       0.03       0
變化（mol）：0.04       0.02       0.04
平衡（mol）：0.01       0.01       0.04
容器的體積為1L，故SO₂、O₂、SO₃的平衡濃度分別為：0.01mol/L、0.01mol/L、0.04mol/L，
所以該溫度下平衡常數k===1600
二氧化硫的轉化率為：×100%=80%
答：該溫度下平衡常數為1600，二氧化硫的轉化率為80%；
（2）容器的體積為1L，可以利用物質的量代替濃度計算濃度商，向該容器中通入0.048mol SO₃（g）、0.0090mol的O₂和0.002mol的SO₂，濃度商Qc==6.4×10⁴＞1600，反應不處于平衡狀態，平衡逆向移動，向生成SO₂的方向移動；
答：反應不處于平衡狀態，平衡逆向移動，向生成SO₂的方向移動．
點評：考查化學平衡的有關計算、化學平衡常數等，難度中等，注意理解平衡常數的用途：判斷反應進行的程度、判斷反應的熱效應、判斷反應進行的方向、計算轉化率等．