在一定温度下的2L密闭容器中充入0.4molSO2和0.2molO2,发生反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H<0,n(O2)随时间的变化如图实线所示:
(1)用SO2表示0~4min内该反应的平均速率为______.该温度下反应的平衡常数K为______.升高温度K值______(填“增大”、“不变”或“减小”).
(2)若温度不变,在容器中再加1molO2,重新达到平衡,则SO2的平衡浓度______(填“增大”、“不变”或“减小”),氧气的转化率______(填“升高”、“不变”或“降低”),SO3的体积分数______(填“增大”、“不变”或“减小”).
(3)仅改变某一实验条件再进行两次实验,测得O2的物质的量随时间变化如图中虚线所示,曲线I对应的实验条件改变是______,曲线II对应的实验条件改变是______.
(1)4min时,此时测得O2物质的量为0.1mol,则:
2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)
开始(mol):0.40.2 0
变化(mol):0.2 0.1 0.2
平衡(mol):0.2 0.1 0.2
所以参加反应的n(SO2)=0.2mol,则v(SO2)=
=△n V t
=0.025mol/(L•min);0.2mol 2L 4min
则平衡时c(SO2)=0.1mol/L,c(O2)=0.05mol/L,c(SO3)=0.1mol/L,
所以K=
=c2(SO3) c2(SO2)•c(O2)
=20;0.12 0.12×0.05
已知△H<0,升高温度平衡逆移,K减小;
故答案为:0.025mol/(L•min);20;减小;
(2)但若保持温度不变,再加入1molO2,平衡正向进行,增大了二氧化硫的转化率,SO2的平衡浓度减小,本身转化率降低;由于只加入了一种反应物,平衡正向移动的程度较小,则重新达到平衡时生成的三氧化硫较少,而总体积增大,所以三氧化硫的体积分数减小,
故答案为:减小;降低;减小;
(3)曲线I反应速率增大,但转化的氧气的物质的量少,应是升高温度,因该反应放热,升高温度平衡逆向移动,不利于氧气的转化,故曲线I是升高温度;
曲线Ⅲ反应速率增大,转化的氧气的物质的量多,因增大压强平衡正向移动,故应是增大压强;
故答案为:升高温度;增大压强.