Question

7．t℃时，将2mol SO₂和1mol O₂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），2min时反应达到平衡，此时测得反应物O₂还剩余0.8mol，请填写下列空白：
（1）从反应开始到化学平衡，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）下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是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2n mol SO₂的同时消耗n mol O₂
E．相同时间内消耗2n mol SO₂的同时生成n mol O₂
（3）t℃时，若将物质的量之比为1：1的SO₂和O₂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）2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），
开始（mol）2       1              0
反应（mol）0.4    0.2           0.4
平衡（mol）1.6    0.8           0.4
v（SO₃）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$；平衡时SO₂转化率=$\frac{反应的二氧化硫物质的量}{反应初始二氧化硫物质的量}$×100%；
（2）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变；
（3）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）2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），
开始（mol）2              1               0
反应（mol）0.4         0.2             0.4
平衡（mol）1.6        0.8              0.4
v（SO₃）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.4mol}{2L}}{2min}$=0.1mol/（L．min）；平衡时SO₂转化率=$\frac{反应的二氧化硫物质的量}{反应初始二氧化硫物质的量}$×100%=$\frac{0.4mol}{2mol}$×100%=20%，
故答案为：0.1mol/（L．min）；20%；
（2）A．反应前后气体的物质的量减小，恒温恒容条件下，气体压强减小，当容器内压强不再发生变化时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故A正确；
B．反应前后二氧化硫的物质的量减少，则二氧化硫的体积分数减小，当SO₂的体积分数不再发生变化
时正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故B正确；
C．无论反应是否达到平衡状态，容器内气体原子总数始终不变，不能据此判断平衡状态，故C错误；
D．无论反应是否达到平衡状态，都存在相同时间内消耗2n mol SO₂的同时消耗n mol O₂，则不能据此判断平衡状态，故D错误；
E．相同时间内消耗2n mol SO₂的同时生成n mol O₂，同时消耗nmol氧气，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故E正确；
故选ABE；
（3）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及化学平衡状态判断，为高频考点，侧重考查学生分析、判断及计算能力，注意：只有“反应前后改变的物理量”才能作为平衡状态的判断依据，难点是正确选取化学平衡状态的依据．