Question

12．t℃時，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）?2SO₃（g），△H=-196.6kJ/mol.2min時反應(yīng)達到化學(xué)平衡，此時測得反應(yīng)物O₂還乘余0.8mol，請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />（1）從反應(yīng)開始到達化學(xué)平衡，生成SO₃的平均反應(yīng)速率為0.1mol/（L．min）；平衡時SO₂轉(zhuǎn)化率為20%．
（2）下列敘述能證明該反應(yīng)已達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是（填標號，下同）ABE．
A．容器內(nèi)壓強不再發(fā)生變化
B．SO₂的體積分數(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．相同時間內(nèi)消耗2nmolSO₂的同時消耗nmolO₂
E．相同時間內(nèi)消耗2nmolSO₂的同時生成nmolO₂
（3）反應(yīng)達到化學(xué)平衡后，以下操作將引起平衡向正反方向移動并能提高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，若將物質(zhì)的量之比n（SO）₂：n（O₂）=1：1的混合氣體通入一個恒溫恒壓的密閉容器中，反應(yīng)達到平衡時，混合氣體體積減少了20%．SO₂的轉(zhuǎn)化率為80%．

Answer 1

分析 （1）達到平衡時，反應(yīng)物O₂還剩余0.8mol，則參加反應(yīng)的氧氣的物質(zhì)的量=（1-0.8）mol=0.2mol，根據(jù)方程式知，參加反應(yīng)的二氧化硫物質(zhì)的量為0.2mol×2=0.4mol，根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算v（O₂），再根據(jù)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比計算v（SO₃），轉(zhuǎn)化率=$\frac{物質(zhì)的量變化量}{起始物質(zhì)的量}$×100%；
（2）可逆反應(yīng)到達平衡時，同種物質(zhì)的正逆速率相等，各組分的濃度、含量保持不變，由此衍生的其它一些量不變，判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進行發(fā)生變化，該物理量由變化到不變化說明到達平衡；
（3）A．向容器中通入少量O₂，即增大氧氣的濃度，平衡正向移動；
B．向容器中通入少量SO₂，SO₂轉(zhuǎn)化率降低；
C．使用催化劑，不會影響化學(xué)平衡的移動；
D．降低溫度，平衡向放熱反應(yīng)方向移動；
E．向容器中通入少量氦氣，當(dāng)恒容時，各組分的濃度不變，則平衡不移動；
（4）假設(shè)SO₂、O₂均為1mol，根據(jù)體積減少20%計算平衡時總物質(zhì)的量減少量，再利用差量法計算參加反應(yīng)呀二氧化硫物質(zhì)的量，進而計算二氧化硫的轉(zhuǎn)化率．

解答 解：（1）2min時反應(yīng)達到化學(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)進行容器內(nèi)壓強減小，當(dāng)容器內(nèi)壓強不變，該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故A正確；
B．SO₂的體積分數(shù)不再發(fā)生變化，表明正逆反應(yīng)速率相等，達到了平衡狀態(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錯誤；
D．相同時間內(nèi)消耗2nmolSO₂的同時消耗nmolO₂，都是指的是正反應(yīng)方向，反應(yīng)始終按該比例關(guān)系進行，不能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù)，故D錯誤；
E．相同時間內(nèi)消耗2nmolSO₂的同時生成nmolO₂，消耗2n mol SO₂同時消耗n mol O₂，相同時間內(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，能使平衡正向移動但是能降低了SO₂轉(zhuǎn)化率，故B錯誤；
C．使用催化劑，不會影響化學(xué)平衡的移動，也不會改變二氧化硫的轉(zhuǎn)化率，故C錯誤；
D．正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度，化學(xué)平衡正向移動，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，各組分的濃度不變，則平衡不移動，故E錯誤，
故選：AD；
（4）t℃時，若將物質(zhì)的量之比n（SO₂）：n（O₂）=1：1的混合氣體通入一個恒溫恒壓的密閉容器中，假設(shè)SO₂、O₂均為1mol，反應(yīng)達到化學(xué)平衡時，混合氣體體積減少了20%，則平衡時氣體減少的物質(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%．

點評 本題考查化學(xué)平衡計算與影響因素、化學(xué)反應(yīng)速率、平衡狀態(tài)的判斷等，注意理解掌握掌握判斷平衡狀態(tài)的方法，難度中等．