Question

【题目】在2 L的密闭容器内，500℃时反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)ΔH<0体系中，n(SO2)随时间的变化如表：

时间(s)	0	1	2	3	4	5
n(SO2)(mol)	0.020	0.010	0.008	0.007	0.007	0.007

(1)写出该反应的平衡常数表达式：K＝______________________。

(2)下图表示SO3的变化的曲线是__________。用O2表示从0～2s内该反应的平均速率v＝______________。

(3)能说明该反应已达到平衡状态的是________。

a．v(SO3)＝2v(O2) b．容器内压强保持不变

c．v逆(SO2)＝2v正(O2) d．容器内密度保持不变

(4)为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是________。

a．及时分离出SO3气体 b．适当升高温度 c．增大O2的浓度 d．选择高效催化剂

(5)若在容积均为2 L的密闭容器内，500℃时按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH=-QkJ·mol-1(Q>0)，保持恒温恒容。初始投料与各容器达到平衡时的有关数据如下:

实验	甲	乙	丙
初始投料	2molSO2、 1molO2	2molSO3	4molSO2、 2molO2
平衡时n(SO3)	0.5mol	n2	n3
反应的能量变化	放出Q1kJ	吸收Q2kJ	放出Q3kJ
体系的压强	p1	p2	p3
反应物的转化率	α1	α2	α3

三个容器中的反应分别达平衡时下列各组数据关系正确的是____(填字母)。

A.α1+α2=1 B. Q1+Q2=Q C. α3<α1 D. p3<2p1=2p2 E. n2<n3<1.0mol F. Q3=2Q1

(6)在一定条件下进行反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，如图所示。

相同温度下，在甲、乙两容器中各投入2molSO2、1molO2，甲、乙两容器的初始体积均为1L，甲、乙容器达到平衡所用时间：甲____(填“>”、“<”或“=”,下同)乙，平衡时SO2的转化率：甲____乙。

Answer 1

【答案】 b 1.5×10－3 mol·L－1·s－1 bc c ABD > <

【解析】

（1）平衡常数表达式等于生成物的浓度幂之积比上反应物的浓度幂之积，所以该反应的平衡常数表达式K=，故答案为：。

（2）三氧化硫是生成物，平衡时生成三氧化硫的物质的量是0.013mol，其浓度为0.013mol÷2L＝0.0065mol/L，所以根据图像可知，表示SO3变化曲线的是b。0s～2s内消耗SO2的物质的量是0.020mol－0.008mol＝0.012mol，则根据方程式可知消耗氧气的物质的量是0.006mol，其浓度为0.003mol/L，则用O2表示从0s～2s内该反应的平均速率：v＝0.003mol/L÷2s＝0.0015mol·L－1·s－1，故答案为：b，1.5×10－3mol·L－1·s－1。

（3）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态，则

a.v(SO3)＝2v(O2)符合反应速率之比是相应的化学计量数之比，但不能确定反应速率的方向，不能说明达到平衡状态，故a错误；

b.容器内压强保持不变能说明达到平衡状态，故b正确；

c.v逆(SO2)＝2v正(O2)符合反应速率之比是相应的化学计量数之比，且反应速率的方向相反，能说明达到平衡状态，故c正确；

d.密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，因此容器内密度保持不变不能说明反应达到平衡状态，故d错误。

故答案为：bc。

（4）a.及时分离出SO3气体，瞬间逆反应速率减小，正反应速率不变，平衡向正反应进行，随后反应混合物各组分的浓度降低，速率减小，故a错误；

b.适当升高温度反应速率增大，平衡向吸热反应移动，即平衡向逆反应移动，故b错误；

c.增大O2的浓度，瞬间正反应速率增大，逆反应速率不变，平衡向正反应进行，随后生成物的浓度增大，逆反应速速率增大，故c正确；

d.加入高效催化剂，同等程度增大正、逆反应速率，平衡不移动，故d错误。

故答案为：c。

（5）A.甲、乙为等效平衡，平衡时O2的物质的量相等，令平衡时O2为amol，甲中O2转化率α1==1-a，平衡时SO3的物质的量=（1-a）mol，乙中参加反应的SO3为amol，乙中的转化率α2=a，故α1+α2=1，故A正确；

B.甲、乙为等效平衡，平衡时O2的物质的量相等，令平衡时O2为bmol，则甲中参加反应的O2为（1-b）mol，放出的热量Q1=Q（1-b），乙中参加反应的SO3为bmol，吸收的热量Q2=bQ，故Q1+Q2=Q（1-b）+bQ=Q，故B正确；

C.丙与甲相比，可以等效为在甲的基础上，压强增大一倍，平衡向正反应方向移动，转化率增大，即α3>α1，故C错误；

D.甲、乙为等效平衡，平衡时对应各组分的物质的量相等，二者压强等效，丙与甲相比，可以等效为在甲的基础上，压强增大一倍，平衡向正反应移动，平衡时混合气体的物质的量小于甲中的2倍，故压强P3<2P1=2P2，故D正确；

E.由D中分析可知，n2=0.5，n3>1.0mol，故E错误；

F.丙与甲相比，可以等效为在甲的基础上，压强增大一倍，平衡向正反应移动，丙中参加反应的O2的物质的量大于甲中的2倍，则Q3>2Q1，故F错误。

故答案为：ABD。

（6）根据图像可知，甲是保持温度和容积不变的，乙是保持温度和压强不变的，因此，在反应过程中，乙中的压强始终大于甲中的压强，所以甲中的反应速率小，达到平衡的时间长，但由于正反应是体积减小的反应，所以压强越大，反应物的转化率越高，故答案为：＞，＜。