Question

（9分）已知：2SO₂(g)+O₂(g)  2SO₃(g)；△H=－196 kJ/mo1，850K時，在2L固定容積的密閉容器中充入2mol SO₂和2mol O₂，10分鐘后達到平衡，SO₂濃度和時間關系如圖。

回答下列問題
（1）前10分鐘內O₂的平均反應速率為          mol/(L·min)
（2）平衡時，0₂的轉化率為         ，此時反應共放熱        kJ。
（3）若15分鐘時維持溫度不變，壓縮容器體積，使其體積變為1L，假設在20分鐘時達到新平衡，此時c（O₂）=1．15 mol/L，請在圖上畫出15-25分鐘SO₂的濃度變化曲線。

Answer 1

（1）0．04（2分）
（2）40%  (2分)           156．8   (2分)
（3）(3分)

試題分析：（1）前10分鐘內O₂的平均反應速率=1/2V(SO2)=1/2(1-0．2)/10=0．04mol/(L·min)。（2） 一定溫度下，將0．4molSO₂和0．2molO₂放入固定容積為2L的密閉容器中，發生反應2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196．6kJ/mol，反應中SO₃的物質的量濃度的變化情況如圖分析得到平衡時C（SO₃）=0．1mol/L，平衡生成三氧化硫物質的量=0．1mol/L×2L=0．2mol；依據化學平衡三段式列式計算
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196．6kJ/mol，
起始量（mol/L）     1         1        0 
變化量（mol/L）     08       0．4      0．8
平衡量（mol/L）     0．2       0．6      0．8
故氧氣的轉化率=0．4/1=40%。Q=0．8*196．6=156．8kJ。
（2）在第15分鐘末將容器的體積縮小一半后，此時各物質的量濃度增加一倍，壓強增大平衡正向進行，在20分鐘時達到新平衡，此時c（O₂）=1．15 mol/L，
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196．6kJ/mol，
起始量（mol/L）     0．4         1．2        1．6 
變化量（mol/L）     0．1       0．05        0．1
平衡量（mol/L）     0．3        1．15        1．7
終點二氧化硫的濃度為0．3 mol/L，曲線變化慢慢向下，20分鐘之后濃度不變。故圖形如下：