Question

4．接觸法制硫酸工藝中，其主反應(yīng)在450℃并有催化劑存在下進(jìn)行：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）．將0.050mol的SO₂（g）和0.030mol的O₂（g）注入體積為2.0L的密閉反應(yīng)器，并置于某溫度為450℃下的恒溫環(huán)境中，達(dá)到化學(xué)平衡后，測的反應(yīng)器中有0.04mol SO₃（g），求
（1））用“始轉(zhuǎn)末”三段式該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)及平衡時SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率．
（2）該反應(yīng)到達(dá)平衡的標(biāo)志bd（填字母）
a．V（O₂）_正=2V（SO₃）_逆
b．容器中O₂的質(zhì)量不隨時間而變化
c．容器中氣體的密度不隨時間而變化 
d．容器中氣體的分子總數(shù)不隨時間而變化．

Answer 1

分析 （1）達(dá)到化學(xué)平衡后，測的反應(yīng)器中有0.04mol SO₃（g），則
                    2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
始（mol•L^-1）   0.025     0.015        0
轉(zhuǎn)（mol•L^-1）   0.02      0.01         0.02
平衡（mol•L^-1）   0.005      0.005       0.02
結(jié)合K為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比、轉(zhuǎn)化率=$\frac{轉(zhuǎn)化的量}{開始的量}$×100%計算；
（2）結(jié)合平衡的特征“等、定”及衍生的物理量判定平衡狀態(tài)．

解答 解：（1）達(dá)到化學(xué)平衡后，測的反應(yīng)器中有0.04mol SO₃（g），則
                    2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
始（mol•L^-1）   0.025     0.015           0
轉(zhuǎn)（mol•L^-1）   0.02      0.01              0.02
平衡（mol•L^-1） 0.005      0.005        0.02
K=$\frac{（0.02）^{2}}{（0.005）^{2}×0.005}$=3200 L/mol，
SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.02}{0.025}$×100%=80%，
答：反應(yīng)的平衡常數(shù)為3200 L/mol，平衡時SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率為80%；
（2）a．V（O₂）_正=2V（SO₃）_逆，則$\frac{V（{O}_{2}）正}{V（S{O}_{3}）逆}$=$\frac{2}{1}$，不等于化學(xué)計量數(shù)之比，則不是平衡狀態(tài)，故a不選；
b．容器中O₂的質(zhì)量不隨時間而變化，符合平衡特征“定”，為平衡狀態(tài)，故b選；
c．氣體的質(zhì)量、體積均不變，容器中氣體的密度始終不隨時間而變化，不能判定平衡狀態(tài)，故c不選； 
d．該反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量前后不等的反應(yīng)，容器中氣體的分子總數(shù)不隨時間而變化，符合平衡特征“定”，為平衡狀態(tài)，故d選；
故答案為：bd．

點評 本題考查化學(xué)平衡的計算，為高頻考點，把握化學(xué)平衡三段法、K及轉(zhuǎn)化率的計算、平衡判定為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，注意利用平衡濃度計算K，題目難度不大．