Question

9．t℃時(shí)，將2molSO₂和1molO₂通入體積為2L的恒溫恒容密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）$\stackrel{△}{?}$2SO₃（g），△H=-196.6kJ/mol.2min時(shí)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡，此時(shí)測(cè)得反應(yīng)物O₂還乘余0.8mol，請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />（1）從反應(yīng)開始到達(dá)化學(xué)平衡，生成SO₃的平均反應(yīng)速率為0.1mol/（L．min）；平衡時(shí)SO₂轉(zhuǎn)化率為20%．
（2）下列敘述能證明該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是（填標(biāo)號(hào)，下同）ABE．
A．容器內(nèi)壓強(qiáng)不再發(fā)生變化
B．SO₂的體積分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化
C．容器內(nèi)氣體原子總數(shù)不再發(fā)生變化
D．相同時(shí)間內(nèi)消耗2nmolSO₂的同時(shí)消耗nmolO₂
E．相同時(shí)間內(nèi)消耗2nmolSO₂的同時(shí)生成nmolO₂
（3）反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡后，以下操作將引起平衡向正反方向移動(dòng)并能提高SO₂轉(zhuǎn)化率的是AD．
A．向容器中通入少量O₂
B．向容器中通入少量SO₂
C．使用催化劑                         
D．降低溫度
E．向容器中通入少量氦氣（已知：氦氣和SO₂、O₂、SO₃都不發(fā)生反應(yīng)）
（4）t₂℃時(shí)，若將物質(zhì)的量之比n（SO₂）：n（O₂）=1：1的混合氣體通入一個(gè)恒溫恒壓的密閉容器中，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，混合氣體體積減少了20%．SO₂的轉(zhuǎn)化率為80%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（O₂），再根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v（SO₃），結(jié)合方程式計(jì)算參加反應(yīng)SO₂的物質(zhì)的量，平衡時(shí)SO₂轉(zhuǎn)化率=$\frac{轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量}{起始物質(zhì)的量}$×100%；
（2）可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，平衡混合物中各組成的含量、濃度不變，由此衍生一些其它物理量不變，注意判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，當(dāng)該物理量由變化到不再變化，說明到達(dá)平衡；
（3）根據(jù)平衡移動(dòng)原理進(jìn)行分析，注意不能只增大二氧化硫的濃度，否則二氧化硫的轉(zhuǎn)化率會(huì)降低；
（4）假設(shè)SO₂、O₂均為1mol，根據(jù)體積減少20%計(jì)算平衡時(shí)總物質(zhì)的量減少量，再利用差量法計(jì)算參加反應(yīng)呀二氧化硫物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算二氧化硫的轉(zhuǎn)化率．

解答 解：（1）2min時(shí)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡，還剩余0.8 mo1氧氣，則v（O₂）=$\frac{\frac{1mol-0.8mol}{2L}}{2min}$=0.05mol/（L．min），速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則v（SO₃）=2v（O₂）=0.1mol/（L．min），
由方程式可知，參加反應(yīng)的SO₂為2×（1mol-0.8mol）=0.4mol，故SO₂的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.4mol}{2mol}$×100%=20%
故答案為：0.1mol/（L．min）；20%；
（2）A．該反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，隨反應(yīng)進(jìn)行容器內(nèi)壓強(qiáng)減小，但容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，該反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，故A正確；
B．SO₂的體積分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化，表明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到了平衡狀態(tài)，故B正確；
C．根據(jù)原子守恒，原子總數(shù)始終不變，所以原子總數(shù)不能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù)，故C錯(cuò)誤；
D．相同時(shí)間內(nèi)消耗2nmolSO₂的同時(shí)消耗nmolO₂，都是指的是正反應(yīng)方向，反應(yīng)始終按該比例關(guān)系進(jìn)行，不能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù)，故D錯(cuò)誤；
E．相同時(shí)間內(nèi)消耗2nmolSO₂的同時(shí)生成nmolO₂，消耗2n mol SO₂同時(shí)消耗n mol O₂，相同時(shí)間內(nèi)氧氣的生成量與消耗量相等，即正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，反應(yīng)到達(dá)平衡，故E正確；
故答案：ABE；
（3）A．向容器中通入少量O₂，即增大氧氣的濃度，能使平衡正向移動(dòng)并能提高SO₂轉(zhuǎn)化率，故A正確；
B．向容器中通入少量SO₂，即增大二氧化硫的濃度，能使平衡正向移動(dòng)但是能降低了SO₂轉(zhuǎn)化率，故B錯(cuò)誤；
C．使用催化劑，不會(huì)影響化學(xué)平衡的移動(dòng)，也不會(huì)改變二氧化硫的轉(zhuǎn)化率，故C錯(cuò)誤；
D．降低溫度，化學(xué)平衡正向移動(dòng)，并能提高SO₂轉(zhuǎn)化率，故D正確；
E．向容器中通入少量氦氣，當(dāng)恒容時(shí)，各組分的濃度不變，則平衡不移動(dòng)，故E錯(cuò)誤．
故選：AD；
（4）t℃時(shí)，若將物質(zhì)的量之比n（SO₂）：n（O₂）=1：1的混合氣體通入一個(gè)恒溫恒壓的密閉容器中，假設(shè)SO₂、O₂均為1mol，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，混合氣體體積減少了20%，則平衡時(shí)氣體減少的物質(zhì)的量為2mol×20%=0.4mol，
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g） 物質(zhì)的量減少
2                                                       1
0.8mol                                              0.4mol
故二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.8mol}{1mol}$×100%=80%，
故答案為：80%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡計(jì)算、平衡狀態(tài)的判斷、化學(xué)平衡移動(dòng)與影響因素等，注意理解掌握掌握判斷平衡狀態(tài)的方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力．