Question

（1）在一定温度和压强下，有如下反应：2SO₂（g）+O₂（g）      2SO₃（g），将1.6molSO₂和0.8mol的O₂放入一体积可变的密闭容器中，测得容器的起始容积为100L．经一段时间后，反应达到平衡，测得混合气体的密度为1.6g?L^-1．请回答下列问题：
①达平衡时混合气体的体积为

 

，SO₂的转化率为

 

；
②若起始时加入amolSO₂、bmolO₂，且a：b=2：1，在同样温度和压强下，反应达到平衡时，测得混合气体的容积为120L．则a、b的值分别为：a

 

，b

 

；
（2）600℃时，在一密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，反应过程中SO₂、O₂、SO₃物质的量变化如图，反应处于平衡状态的时间是

 

．
（3）据图判断，反应进行至20min时，曲线发生变化的原因是

 

（用文字表达）；10min到15min的曲线变化的原因可能是

 

（填写编号）．
A．加了催化剂      B．缩小容器体积     C．降低温度    D．增加SO₃的物质的量．

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,化学平衡的影响因素,化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）①根据V=

m

ρ

计算体积，根据反应方程式为2SO₂+O₂?2SO₃，利用三段式计算转化率；
②根据①、②平衡状态相同计算；
（2）反应混合物各物质的物质的量不变化，说明反应处于平衡状态；
（3）由图可知，反应进行至20min时，平衡向正反应移动，瞬间只有氧气的浓度增大；由图可知，反应向正反应进行，10min到15min反应混合物单位时间内的变化量增大，说明反应速率增大，10min改变瞬间，各物质的物质的量不变．据此结合选项分析．

解答： 解：（1）①在反应2SO₂+O₂?2SO₃中，质量守恒，所以V=

m

ρ

=

1.6×64+0.8×32

1.6

L=80L；
     2SO₂+O₂?2SO₃
起始：2mol 1mol 0
转化：2x   x  2x
平衡：1.6-2x 0.8-x 2x
根据体积之比等于物质的量之比可知：（1.6-2x+0.8-x+2x）：2.4=80：100，
解之得x=0.48，反应的气体的物质的量为：1.6-0.48×2+0.8-0.48+0.48×2=1.92mol，
所以SO₂的转化率为

0.48×2

1.6

×100%=60%，
故答案为：80L；60%；
②起始时加入amolS0₂、b mol O₂，且a：b=2：l，在同样温度和压强下，反应达到平衡时，与（1）平衡状态相同，为等效平衡，物质的转化率和百分含量都相同，SO₃的体积分数为与①相同，
      2SO₂ +O₂ ?2SO₃
起始：amol   bmol    0
转化：0.6a   0.3a   0.6a
平衡：a-0.6a b-0.3a 0.6a
压强之比就等于物质的量之比，列式为：

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

1.92

=

120

80

，a=2b，
解得：a=2.4mol，b=1.2mol，
故答案为：2.4；1.2；
（2）反应混合物各物质的物质的量不变化，说明反应处于平衡状态，由图可知在15-20min出现平台，各组分的物质的量不变，反应处于平衡状态，
故答案为：15-20min和25～30 min；
（3）由图可知，反应进行至20min时，平衡向正反应移动，瞬间只有氧气的浓度增大，应是增大了氧气的浓度；
由图可知，反应向正反应进行，10min到15min反应混合物单位时间内的变化量增大，说明反应速率增大，10min改变瞬间，各物质的物质的量不变．
A．加了催化剂，增大反应速率，故A正确；
B．缩小容器体积，增大压强，增大反应速率，故B正确；
C．降低温度反应速率降低，故C错误；
D．10min改变瞬间，各物质的物质的量不变，不是增加SO₃的物质的量，故D错误．
故选：AB；
故答案为：增大了氧气的浓度；AB．

点评：本题考查化学平衡和等效平衡问题，题目难度较大，注意等效平衡状态的理解和运用．