Question

8．t℃时，将2molSO₂和1molO₂通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中，发生如下反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），△H=-196.6kJ/mol.2min时反应达到化学平衡，此时测得反应物O₂还乘余0.8mol，请填写下列空白：
（1）从反应开始到达化学平衡，生成SO₃的平均反应速率为0.1mol/（L•min）；平衡时SO₂转化率为20%．
（2）下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是（填标号，下同）ABE．
A．容器内压强不再发生变化
B．SO₂的体积分数不再发生变化
C．容器内气体原子总数不再发生变化
D．相同时间内消耗2nmolSO₂的同时消耗nmolO₂
E．相同时间内消耗2nmolSO₂的同时生成nmolO₂
（3）反应达到化学平衡后，以下操作将引起平衡向正反方向移动并能提高SO₂转化率的是AD．
A．向容器中通入少量O₂
B．向容器中通入少量SO₂
C．使用催化剂
D．降低温度
E．向容器中通入少量氦气（已知：氦气和SO₂、O₂、SO₃都不发生反应）
（4）t₂℃时，若将物质的量之比n（SO₂）：n（O₂）=1：1的混合气体通入一个恒温恒压的密闭容器中，反应达到平衡时，混合气体体积减少了20%，SO₂的转化率为80%．

Answer 1

分析 （1）参加反应氧气为1mol-0.8mol=0.2mol，由方程式可知△n（SO₂）=△n（SO₃）=2△n（O₂）=0.4mol，根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（SO₃），转化率=$\frac{物质的量变化量}{起始物质的量}$×100%；
（2）可逆反应到达平衡时，同种物质的正逆速率相等，各组分的浓度、含量保持不变，由此衍生的其它一些量不变，判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不变化说明到达平衡；
（3）A．向容器中通入少量O₂，平衡正向移动；
B．向容器中通入少量SO₂，二氧化硫转化率降低；
C．使用催化剂不影响平衡移动；
D．降低温度，平衡向放热反应方向移动；
E．向容器中通入少量氦气，各物质的浓度不变，平衡不移动；
（4）t₂℃时，若将物质的量之比n（SO₂）：n（O₂）=1：1的混合气体通入一个恒温恒压的密闭容器中，设二者起始物质的量均为1mol，反应达到平衡时，混合气体体积减少了20%，则气体物质的量减小2mol×20%=0.4mol，利用差量法计算参加反应二氧化硫的物质的量，进而计算SO₂的转化率．

解答 解：（1）参加反应氧气为1mol-0.8mol=0.2mol，由方程式可知△n（SO₂）=△n（SO₃）=2△n（O₂）=0.4mol，则v（SO₃）=$\frac{\frac{0.2mol}{2L}}{2min}$=0.1mol/（L•min），平衡时二氧化硫转化率=$\frac{0.4mol}{2mol}$×100%=20%，
故答案为：0.1mol/（L•min）；20%；
（2）A．随反应进行气体物质的量减小，恒温恒容下，容器内压强减小，当容器内压强不再发生变化，说明到达平衡，故A正确；
B．SO₂的体积分数不再发生变化，说明反应到达平衡，故B正确；
C．容器内气体原子总数始终不发生变化，故C错误；
D．相同时间内消耗2nmolSO₂的同时消耗nmolO₂，均表示正反应速率，反应始终按该比例关系进行，故D错误；
E．相同时间内消耗2nmolSO₂的同时生成nmolO₂，而生成nmolO₂的同时生成2nmolSO₂，二氧化硫的生成速率与消耗速率相等，反应到达平衡，故E正确，
故选：ABE；
（3）A．向容器中通入少量O₂，平衡正向移动，SO₂转化率增大，故A正确；
B．向容器中通入少量SO₂，平衡虽然正向移动，但SO₂转化率降低，故B错误；
C．使用催化剂可以加快反应速率，但不影响平衡移动，SO₂转化率不变，故C错误；
D．正反应为放热反应，降低温度，平衡向正向移动，SO₂转化率增大，故D正确；
E．向容器中通入少量氦气，各物质的浓度不变，平衡不移动，SO₂转化率不变，故E错误，
故选：AD；
（4）t₂℃时，若将物质的量之比n（SO₂）：n（O₂）=1：1的混合气体通入一个恒温恒压的密闭容器中，设二者起始物质的量均为1mol，反应达到平衡时，混合气体体积减少了20%，则气体物质的量减小2mol×20%=0.4mol，
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g） 物质的量减小
2                  2          1
0.8mol             0.8mol     0.4mol
故SO₂的转化率=$\frac{0.8mol}{1mol}$×100%=80%，
故答案为：80%．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、化学平衡状态判断，注意判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不变化说明到达平衡．