Question

6．硫酸生產(chǎn)中，SO₂催化氧化生成SO₃：2SO₂（g）+O₂（g）$?_{△}^{催化劑}$2SO₃（g）△H=196.6kJ/mol
（1）t₁℃時(shí)，若將2.0mol SO₂和1.0mol O₂置于10L恒溫恒容密閉容器中，8min后反應(yīng)達(dá)到平衡，SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率為80%，則這段時(shí)間內(nèi)SO₃的平均反應(yīng)速率為0.02 mol•L^-1•min^-1，該溫度下上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K為800
（2）該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡后，以下操作將使平衡正向移動(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
（3）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AB
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2n mol SO₂的同時(shí)生成2n mol SO₃
E．反應(yīng)體系中SO₂、O₂、SO₃的體積比為2：1：2．

Answer 1

分析 （1）t₁℃時(shí)，若將2.0mol SO₂和1.0mol O₂置于10L恒溫恒容密閉容器中，8min后反應(yīng)達(dá)到平衡，SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率為80%，轉(zhuǎn)化的二氧化硫?yàn)?mol×80%=1.6mol，則：
           2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始量（mol）：2       1        0
轉(zhuǎn)化量（mol）：1.6     0.8      1.6
平衡量（mol）：0.4     0.2      1.6
根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（SO₃），根據(jù)K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）×c（{O}_{2}）}$計(jì)算平衡常數(shù)；
（2）A．向容器中通入少量O₂，平衡正向移動(dòng)；
B．向容器中通入少量SO₂，二氧化硫轉(zhuǎn)化率降低；
C．使用催化劑不影響平衡移動(dòng)；
D．降低溫度平衡正向移動(dòng)；
E．向容器中通入少量氦氣，恒容條件下，各組分濃度不變，平衡不移動(dòng)；
（3）可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，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(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不變化說(shuō)明到達(dá)平衡．

解答 解：（1）t₁℃時(shí)，若將2.0mol SO₂和1.0mol O₂置于10L恒溫恒容密閉容器中，8min后反應(yīng)達(dá)到平衡，SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率為80%，轉(zhuǎn)化的二氧化硫?yàn)?mol×80%=1.6mol，則：
           2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始量（mol）：2       1        0
轉(zhuǎn)化量（mol）：1.6     0.8      1.6
平衡量（mol）：0.4     0.2      1.6
v（SO₃）=$\frac{\frac{1.6mol}{10L}}{8min}$=0.02 mol•L^-1•min^-1，平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）×c（{O}_{2}）}$=$\frac{（\frac{1.6}{10}）^{2}}{（\frac{0.4}{10}）^{2}×\frac{0.2}{10}}$=800，
故答案為：0.02 mol•L^-1•min^-1；800；
（2）A．向容器中通入少量O₂，平衡正向移動(dòng)，二氧化硫轉(zhuǎn)化率增大，故A正確；
B．向容器中通入少量SO₂，雖然平衡正向移動(dòng)，但二氧化硫轉(zhuǎn)化率降低，故B錯(cuò)誤；
C．使用催化劑不影響平衡移動(dòng)，二氧化硫轉(zhuǎn)化率不變，故C錯(cuò)誤；
D．正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡正向移動(dòng)，二氧化硫轉(zhuǎn)化率增大，故D正確；
E．向容器中通入少量氦氣，恒容條件下，各組分濃度不變，平衡不移動(dòng)，二氧化硫轉(zhuǎn)化率不變，故E錯(cuò)誤，
故選：AD；
（3）A．隨反應(yīng)進(jìn)行混合氣體物質(zhì)的量不變，恒溫恒容下，容器內(nèi)壓強(qiáng)變化，當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)不再發(fā)生變化，說(shuō)明到達(dá)平衡，故A正確；
B．SO₂的體積分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化，說(shuō)明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡，故B正確；
C．容器內(nèi)氣體原子總數(shù)始終不發(fā)生變化，故錯(cuò)誤；
D．相同時(shí)間內(nèi)消耗2n mol SO₂的同時(shí)生成2n mol SO₃，均表示正反應(yīng)速率，反應(yīng)始終按該比例關(guān)系進(jìn)行，故D錯(cuò)誤；
E．平衡時(shí)反應(yīng)體系中SO₂、O₂、SO₃的體積比與起始物質(zhì)的量與轉(zhuǎn)化率有關(guān)，不一定等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故E錯(cuò)誤，
故選：AB．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算與影響因素、反應(yīng)速率計(jì)算、平衡常數(shù)計(jì)算、平衡狀態(tài)判斷等，注意判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不變化說(shuō)明到達(dá)平衡．