题目
φ(SO2)-|||-D-|||-T2-|||-A-|||-T B-|||-0.0.1 0.5 1p /MPa在一定温度下，向一容积为5L的恒容密闭容器中充入0.4mol SO2和0.2mol O2，发生反应：2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）△H=-196kJ•mol-1．经2min后达到平衡，当反应达到平衡时，容器内压强变为起始时的0.7倍。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．SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2：1：2b．容器内气体的压强不变c．容器内混合气体的密度保持不变d．SO3的物质的量不再变化e．SO2的生成速率和SO3的生成速率相等（2）从反应开始到平衡的这段时间用SO2的浓度变化表示的平均反应速率v（SO2）= ____ ，其平衡常数表达式为K= ____ 。（3）SO2的转化率为 ____ ，达到平衡时反应放出的热量为 ____ 。（4）若反应温度升高，SO2的转化率 ____ 。（填“增大”、“减小”或“不变”）（5）如图表示平衡时SO2的体积分数随压强和温度变化的曲线。则温度关系：T1 ____ T2．（填“＞”、“＜”或“=”）
在一定温度下，向一容积为5L的恒容密闭容器中充入0.4mol SO2和0.2mol O2，发生反应：2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）△H=-196kJ•mol-1．经2min后达到平衡，当反应达到平衡时，容器内压强变为起始时的0.7倍。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．SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2：1：2
b．容器内气体的压强不变
c．容器内混合气体的密度保持不变
d．SO3的物质的量不再变化
e．SO2的生成速率和SO3的生成速率相等
（2）从反应开始到平衡的这段时间用SO2的浓度变化表示的平均反应速率v（SO2）= ____ ，其平衡常数表达式为K= ____ 。
（3）SO2的转化率为 ____ ，达到平衡时反应放出的热量为 ____ 。
（4）若反应温度升高，SO2的转化率 ____ 。（填“增大”、“减小”或“不变”）
（5）如图表示平衡时SO2的体积分数随压强和温度变化的曲线。则温度关系：T1 ____ T2．（填“＞”、“＜”或“=”）
题目解答
答案
解：（1）a．SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2：1：2的状态也可能不符合Qc=K的结论，也可能符合，这不是平衡的标志，故a错误；
b．反应是一个前后气体系数变化的反应，容器内气体的压强不变，证明达到了平衡，故b正确；
c．容器内混合气体的密度始终保持不变，所以密度不变不一定平衡，故c错误；
d．SO3的物质的量不再变化即浓度不再变化是平衡的特征，故d正确；
e．SO2的生成速率和SO3的生成速率相等，说明正逆反应速率相等，达到了平衡，故e正确；
故答案为：bde；
（2）设SO2的变化浓度是x，则
2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）
初始物质的量：0.4 0.2 0
变化物质的量：x 0.5x x
平衡物质的量：0.4-x 0.2-0.5x x
当反应达到平衡时，容器内压强变为起始时的0.7倍，则$\frac{0.4-x+0.2-0.5x+x}{0.4+0.2}$=0.7，解得x=0.36mol，
则平均反应速率v（SO2）=$\frac{\frac{0.36mol}{5L}}{2min}$=0.036mol/（L•min）；
平衡常数表达式K=$\frac{{{c^2}（S{O_3}）}}{{{c^2}（S{O_2}）c（{O_2}）}}$，
故答案为：0.036mol/（L•min）；$\frac{{{c^2}（S{O_3}）}}{{{c^2}（S{O_2}）c（{O_2}）}}$；
（3）二氧化硫的转化率=$\frac{0.36mol}{0.4mol}$×100%=90%；2SO2（g）+O2 （g）⇌2SO3 （g）△H=-196kJ/mol，反应过程中消耗二氧化硫物质的量2mol放热196kJ，上述计算二氧化硫消耗物质的量为0.36mol，放出热量=$\frac{0.36mol}{2mol}×196kJ$=35.28kJ，
故答案为：90%；35.28kJ；
（4）由于该反应是一个放热反应，升高温度时平衡向吸热反应方向移动，即逆反应方向，故升高温度SO2的物质的量增大，SO2的转化率减小，
故答案为：减小；
（5）压强相同时从T1到T2，SO2的体积分数不断增加，可以说明反应向逆向移动，故从T1到T2为升高温度的过程，T1＜T2，
故答案为：＜。
b．反应是一个前后气体系数变化的反应，容器内气体的压强不变，证明达到了平衡，故b正确；
c．容器内混合气体的密度始终保持不变，所以密度不变不一定平衡，故c错误；
d．SO3的物质的量不再变化即浓度不再变化是平衡的特征，故d正确；
e．SO2的生成速率和SO3的生成速率相等，说明正逆反应速率相等，达到了平衡，故e正确；
故答案为：bde；
（2）设SO2的变化浓度是x，则
2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）
初始物质的量：0.4 0.2 0
变化物质的量：x 0.5x x
平衡物质的量：0.4-x 0.2-0.5x x
当反应达到平衡时，容器内压强变为起始时的0.7倍，则$\frac{0.4-x+0.2-0.5x+x}{0.4+0.2}$=0.7，解得x=0.36mol，
则平均反应速率v（SO2）=$\frac{\frac{0.36mol}{5L}}{2min}$=0.036mol/（L•min）；
平衡常数表达式K=$\frac{{{c^2}（S{O_3}）}}{{{c^2}（S{O_2}）c（{O_2}）}}$，
故答案为：0.036mol/（L•min）；$\frac{{{c^2}（S{O_3}）}}{{{c^2}（S{O_2}）c（{O_2}）}}$；
（3）二氧化硫的转化率=$\frac{0.36mol}{0.4mol}$×100%=90%；2SO2（g）+O2 （g）⇌2SO3 （g）△H=-196kJ/mol，反应过程中消耗二氧化硫物质的量2mol放热196kJ，上述计算二氧化硫消耗物质的量为0.36mol，放出热量=$\frac{0.36mol}{2mol}×196kJ$=35.28kJ，
故答案为：90%；35.28kJ；
（4）由于该反应是一个放热反应，升高温度时平衡向吸热反应方向移动，即逆反应方向，故升高温度SO2的物质的量增大，SO2的转化率减小，
故答案为：减小；
（5）压强相同时从T1到T2，SO2的体积分数不断增加，可以说明反应向逆向移动，故从T1到T2为升高温度的过程，T1＜T2，
故答案为：＜。
解析
步骤 1：判断平衡状态的标志
a．SO_2、O_2、SO_3三者的浓度之比为2：1：2的状态不一定符合Qc=K的结论，故a错误；
b．反应是一个前后气体系数变化的反应，容器内气体的压强不变，证明达到了平衡，故b正确；
c．容器内混合气体的密度始终保持不变，所以密度不变不一定平衡，故c错误；
d．SO_3的物质的量不再变化即浓度不再变化是平衡的特征，故d正确；
e．SO_2的生成速率和SO_3的生成速率相等，说明正逆反应速率相等，达到了平衡，故e正确；
步骤 2：计算SO_2的平均反应速率和平衡常数表达式
设SO_2的变化浓度是x，则
2SO_2（g）+O_2（g）⇌2SO_3（g）
初始物质的量：0.4 0.2 0
变化物质的量：x 0.5x x
平衡物质的量：0.4-x 0.2-0.5x x
当反应达到平衡时，容器内压强变为起始时的0.7倍，则$\frac{0.4-x+0.2-0.5x+x}{0.4+0.2}$=0.7，解得x=0.36mol，
则平均反应速率v（SO_2）=$\frac{\frac{0.36mol}{5L}}{2min}$=0.036mol/（L•min）；
平衡常数表达式K=$\frac{{{c^2}（S{O_3}）}}{{{c^2}（S{O_2}）c（{O_2}）}}$，
步骤 3：计算SO_2的转化率和反应放出的热量
二氧化硫的转化率=$\frac{0.36mol}{0.4mol}$×100%=90%；2SO_2（g）+O_2 （g）⇌2SO_3 （g）△H=-196kJ/mol，反应过程中消耗二氧化硫物质的量2mol放热196kJ，上述计算二氧化硫消耗物质的量为0.36mol，放出热量=$\frac{0.36mol}{2mol}×196kJ$=35.28kJ，
步骤 4：判断温度升高对SO_2转化率的影响
由于该反应是一个放热反应，升高温度时平衡向吸热反应方向移动，即逆反应方向，故升高温度SO_2的物质的量增大，SO_2的转化率减小，
步骤 5：判断温度关系
压强相同时从T_1到T_2，SO_2的体积分数不断增加，可以说明反应向逆向移动，故从T_1到T_2为升高温度的过程，T_1＜T_2，
a．SO_2、O_2、SO_3三者的浓度之比为2：1：2的状态不一定符合Qc=K的结论，故a错误；
b．反应是一个前后气体系数变化的反应，容器内气体的压强不变，证明达到了平衡，故b正确；
c．容器内混合气体的密度始终保持不变，所以密度不变不一定平衡，故c错误；
d．SO_3的物质的量不再变化即浓度不再变化是平衡的特征，故d正确；
e．SO_2的生成速率和SO_3的生成速率相等，说明正逆反应速率相等，达到了平衡，故e正确；
步骤 2：计算SO_2的平均反应速率和平衡常数表达式
设SO_2的变化浓度是x，则
2SO_2（g）+O_2（g）⇌2SO_3（g）
初始物质的量：0.4 0.2 0
变化物质的量：x 0.5x x
平衡物质的量：0.4-x 0.2-0.5x x
当反应达到平衡时，容器内压强变为起始时的0.7倍，则$\frac{0.4-x+0.2-0.5x+x}{0.4+0.2}$=0.7，解得x=0.36mol，
则平均反应速率v（SO_2）=$\frac{\frac{0.36mol}{5L}}{2min}$=0.036mol/（L•min）；
平衡常数表达式K=$\frac{{{c^2}（S{O_3}）}}{{{c^2}（S{O_2}）c（{O_2}）}}$，
步骤 3：计算SO_2的转化率和反应放出的热量
二氧化硫的转化率=$\frac{0.36mol}{0.4mol}$×100%=90%；2SO_2（g）+O_2 （g）⇌2SO_3 （g）△H=-196kJ/mol，反应过程中消耗二氧化硫物质的量2mol放热196kJ，上述计算二氧化硫消耗物质的量为0.36mol，放出热量=$\frac{0.36mol}{2mol}×196kJ$=35.28kJ，
步骤 4：判断温度升高对SO_2转化率的影响
由于该反应是一个放热反应，升高温度时平衡向吸热反应方向移动，即逆反应方向，故升高温度SO_2的物质的量增大，SO_2的转化率减小，
步骤 5：判断温度关系
压强相同时从T_1到T_2，SO_2的体积分数不断增加，可以说明反应向逆向移动，故从T_1到T_2为升高温度的过程，T_1＜T_2，