Question

已知反应2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0．现有甲、乙两个容积相同的恒容容器．在500℃和有催化剂存在下，向甲中加入2molSO₂和1molO₂，向乙中加入2molSO₃，并同时发生反应．当两容器中反应分别达到平衡后，维持条件不变，则
①平衡时甲中SO₂的转化率一定等于乙中SO₃的分解率
②从开始反应到平衡，甲中反应放出的热量与乙中反应吸收的热量一定相等
③平衡时，甲、乙两容器中混合气体平均相对分子质量一定相等
④从反应开始到刚好建立平衡时所用的时间甲一定等于乙
以上说法中正确的是（　　）

A．③

B．①②

C．③④

D．①②③

Answer 1

分析：由方程式2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0可知，2molSO₂和1molO₂等效于2molSO₃，在相同条件下达到平衡状态时，甲乙两平衡状态相同，各物质的含量、浓度等物理量都相等，假设平衡时甲乙两个容器中都含有xmolSO₃，则有：
 甲：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0
起始：2mol      1mol         0
转化：xmol      0.5xmol      xmol
平衡：（2-x）mol （1-0.5x）mol  xmol
乙：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0
起始：0        0           2mol
转化：（2-x）mol（1-0.5x）mol （2-x）mol
平衡：（2-x）mol （1-0.5x）mol  2-xmol
以此解答该题．

解答：解：由方程式2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0可知，2molSO₂和1molO₂等效于2molSO₃，在相同条件下达到平衡状态时，甲乙两平衡状态相同，各物质的含量、浓度等物理量都相等，假设平衡时甲乙两个容器中都含有xmolSO₃，则有：
 甲：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0
起始：2mol      1mol         0
转化：xmol      0.5xmol      xmol
平衡：（2-x）mol （1-0.5x）mol  xmol
乙：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0
起始：0        0           2mol
转化：（2-x）mol（1-0.5x）mol （2-x）mol
平衡：（2-x）mol （1-0.5x）mol  2-xmol
可知（2-x）mol+xmol=2mol，（1-0.5x）mol+0.5xmol=1mol，则 
①平衡时甲中SO₂的转化与乙中SO₃的分解率之和为1，但转化率不一定相等，故①错误；
②从开始反应到平衡，甲中反应放出的热量与乙中反应吸收的热量之和等于△H，但不一定相等，故②错误；
③甲乙为等效平衡，平衡状态相同，则衡时，甲、乙两容器中混合气体平均相对分子质量一定相等，故③正确；
④由于转化的程度未知，则甲乙达到平衡状态所需时间不一定相等，故④错误．
故选A．

点评：本题综合化学平衡问题，题目难度较大，注意从等效平衡的角度分析该题，达到平衡时甲乙处于相同平衡状态．