Question

（12分）硫酸是重要的化工原料，二氧化硫生成三氧化硫是硫酸工業的重要反應之一。
（1）現將一定量的SO₂（g）和O₂（g）放入某固定體積的密閉容器中，在一定條件下，反應2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g）達到平衡狀態。
①上述反應平衡常數的表達式K=__________
②能判斷該反應達到平衡狀態的標志是__________。（填字母）
a. SO₂和SO₃濃度相等    b. SO₂百分含量保持不變
c. 容器中氣體的壓強不變  d. SO₃的生成速率與SO₂的消耗速率相等。
（2）某溫度下，SO₂的平衡轉化率（）與體系總壓強（P）的關系如下圖1所示。平衡狀態由A變到B時，平衡常數K（A）__________K（B）（填“>”、“<”或“=”）。

（3）如圖2所示，保持溫度不變，在一定反應條件下，將2molSO₂和1molO₂加入甲容器中，將4molSO₂和2molO₂加入乙容器中，隔板K不能移動。此時控制活塞P，使乙的容積為甲的2倍。
①若移動活塞P，使乙的容積和甲相等，達到新平衡時，SO₃的體積分數甲__________乙。（填：“大于”、“小于”、或“等于”）
②若在甲容器中通入一定量的He氣，使容器內的壓強增大，則c（SO₃）／c（SO₂）將__________填：“增大”、“減小”、“不變”、“無法確定”）
（4）將一定量的SO₂（g）和O₂（g）放入某固定體積的密閉容器中，在一定條件下，c（SO₃）的變化如下圖所示。若在第5分鐘將容器的體積縮小一半后，在第8分鐘達到新的平衡（此時SO₃的濃度約為0.25mol／L）。請在下圖中畫出此變化過程中SO₃濃度的變化曲線。

Answer 1

（1）①          ②bc
（2）=   （3）①小于    ②不變  （4）

（1）①平衡常數是指在一定條件下，可逆反應達到平衡狀態時，生成物濃度的冪之積和反應物濃度的冪之積的比值，因此該反應的表達式為。
②在一定條件下，當可逆反應中正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），各種物質的濃度或含量均不再發生變化的狀態，是化學平衡狀態，所以b正確。平衡時濃度不再發生變化，但物質之間的濃度不一定相等或滿足某種關系，a不正確。反應時體積減小的，因此在反應反應過程中，壓強是變化的，c正確。D中反應速率的方向是相同的，是恒成立的，d不正確，答案選bc。
（2）平衡常數只與溫度有關系，所以AB兩點的平衡常數相等。
（3）①乙的容積和甲相等時，相當于增大乙中壓強，所以平衡向正反應方向移動，因此乙中SO₂的體積分數大于甲中的。
②由于甲的體積不變，所以其濃度不變，平衡不移動，因此c（SO₃）／c（SO₂）不變。
在第5分鐘將容器的體積縮小一半，則瞬間物質的濃度都是原來的2倍，但平衡向正反應方向移動，所以變化曲線是（見答案）。