Question

（1）在一定溫度和壓強(qiáng)下，有如下反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）      2SO₃（g），將1.6molSO₂和0.8mol的O₂放入一體積可變的密閉容器中，測(cè)得容器的起始容積為100L．經(jīng)一段時(shí)間后，反應(yīng)達(dá)到平衡，測(cè)得混合氣體的密度為1.6g?L^-1．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
①達(dá)平衡時(shí)混合氣體的體積為

 

，SO₂的轉(zhuǎn)化率為

 

；
②若起始時(shí)加入amolSO₂、bmolO₂，且a：b=2：1，在同樣溫度和壓強(qiáng)下，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得混合氣體的容積為120L．則a、b的值分別為：a

 

，b

 

；
（2）600℃時(shí)，在一密閉容器中，將二氧化硫和氧氣混合，反應(yīng)過(guò)程中SO₂、O₂、SO₃物質(zhì)的量變化如圖，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的時(shí)間是

 

．
（3）據(jù)圖判斷，反應(yīng)進(jìn)行至20min時(shí)，曲線發(fā)生變化的原因是

 

（用文字表達(dá)）；10min到15min的曲線變化的原因可能是

 

（填寫(xiě)編號(hào)）．
A．加了催化劑      B．縮小容器體積     C．降低溫度    D．增加SO₃的物質(zhì)的量．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡的計(jì)算

專(zhuān)題：化學(xué)平衡專(zhuān)題

分析：（1）①根據(jù)V=

m

ρ

計(jì)算體積，根據(jù)反應(yīng)方程式為2SO₂+O₂?2SO₃，利用三段式計(jì)算轉(zhuǎn)化率；
②根據(jù)①、②平衡狀態(tài)相同計(jì)算；
（2）反應(yīng)混合物各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變化，說(shuō)明反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；
（3）由圖可知，反應(yīng)進(jìn)行至20min時(shí)，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，瞬間只有氧氣的濃度增大；由圖可知，反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行，10min到15min反應(yīng)混合物單位時(shí)間內(nèi)的變化量增大，說(shuō)明反應(yīng)速率增大，10min改變瞬間，各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變．據(jù)此結(jié)合選項(xiàng)分析．

解答： 解：（1）①在反應(yīng)2SO₂+O₂?2SO₃中，質(zhì)量守恒，所以V=

m

ρ

=

1.6×64+0.8×32

1.6

L=80L；
     2SO₂+O₂?2SO₃
起始：2mol 1mol 0
轉(zhuǎn)化：2x   x  2x
平衡：1.6-2x 0.8-x 2x
根據(jù)體積之比等于物質(zhì)的量之比可知：（1.6-2x+0.8-x+2x）：2.4=80：100，
解之得x=0.48，反應(yīng)的氣體的物質(zhì)的量為：1.6-0.48×2+0.8-0.48+0.48×2=1.92mol，
所以SO₂的轉(zhuǎn)化率為

0.48×2

1.6

×100%=60%，
故答案為：80L；60%；
②起始時(shí)加入amolS0₂、b mol O₂，且a：b=2：l，在同樣溫度和壓強(qiáng)下，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，與（1）平衡狀態(tài)相同，為等效平衡，物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率和百分含量都相同，SO₃的體積分?jǐn)?shù)為與①相同，
      2SO₂ +O₂ ?2SO₃
起始：amol   bmol    0
轉(zhuǎn)化：0.6a   0.3a   0.6a
平衡：a-0.6a b-0.3a 0.6a
壓強(qiáng)之比就等于物質(zhì)的量之比，列式為：

a-0.6a+b-0.3a+0.6a

1.92

=

120

80

，a=2b，
解得：a=2.4mol，b=1.2mol，
故答案為：2.4；1.2；
（2）反應(yīng)混合物各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變化，說(shuō)明反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，由圖可知在15-20min出現(xiàn)平臺(tái)，各組分的物質(zhì)的量不變，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，
故答案為：15-20min和25～30 min；
（3）由圖可知，反應(yīng)進(jìn)行至20min時(shí)，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，瞬間只有氧氣的濃度增大，應(yīng)是增大了氧氣的濃度；
由圖可知，反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行，10min到15min反應(yīng)混合物單位時(shí)間內(nèi)的變化量增大，說(shuō)明反應(yīng)速率增大，10min改變瞬間，各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變．
A．加了催化劑，增大反應(yīng)速率，故A正確；
B．縮小容器體積，增大壓強(qiáng)，增大反應(yīng)速率，故B正確；
C．降低溫度反應(yīng)速率降低，故C錯(cuò)誤；
D．10min改變瞬間，各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，不是增加SO₃的物質(zhì)的量，故D錯(cuò)誤．
故選：AB；
故答案為：增大了氧氣的濃度；AB．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡和等效平衡問(wèn)題，題目難度較大，注意等效平衡狀態(tài)的理解和運(yùn)用．