Question

【題目】在2 L的密閉容器內(nèi)，500℃時(shí)反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)ΔH<0體系中，n(SO2)隨時(shí)間的變化如表：

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

(1)寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：K＝______________________。

(2)下圖表示SO3的變化的曲線是__________。用O2表示從0～2s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v＝______________。

(3)能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。

a．v(SO3)＝2v(O2) b．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變

c．v逆(SO2)＝2v正(O2) d．容器內(nèi)密度保持不變

(4)為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是________。

a．及時(shí)分離出SO3氣體 b．適當(dāng)升高溫度 c．增大O2的濃度 d．選擇高效催化劑

(5)若在容積均為2 L的密閉容器內(nèi)，500℃時(shí)按不同方式投入反應(yīng)物，發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH=-QkJ·mol-1(Q>0)，保持恒溫恒容。初始投料與各容器達(dá)到平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下:

實(shí)驗(yàn)	甲	乙	丙
初始投料	2molSO2、 1molO2	2molSO3	4molSO2、 2molO2
平衡時(shí)n(SO3)	0.5mol	n2	n3
反應(yīng)的能量變化	放出Q1kJ	吸收Q2kJ	放出Q3kJ
體系的壓強(qiáng)	p1	p2	p3
反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率	α1	α2	α3

三個(gè)容器中的反應(yīng)分別達(dá)平衡時(shí)下列各組數(shù)據(jù)關(guān)系正確的是____(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)在一定條件下進(jìn)行反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，如圖所示。

相同溫度下，在甲、乙兩容器中各投入2molSO2、1molO2，甲、乙兩容器的初始體積均為1L，甲、乙容器達(dá)到平衡所用時(shí)間：甲____(填“>”、“<”或“=”,下同)乙，平衡時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率：甲____乙。

Answer 1

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

【解析】

（1）平衡常數(shù)表達(dá)式等于生成物的濃度冪之積比上反應(yīng)物的濃度冪之積，所以該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=，故答案為：。

（2）三氧化硫是生成物，平衡時(shí)生成三氧化硫的物質(zhì)的量是0.013mol，其濃度為0.013mol÷2L＝0.0065mol/L，所以根據(jù)圖像可知，表示SO3變化曲線的是b。0s～2s內(nèi)消耗SO2的物質(zhì)的量是0.020mol－0.008mol＝0.012mol，則根據(jù)方程式可知消耗氧氣的物質(zhì)的量是0.006mol，其濃度為0.003mol/L，則用O2表示從0s～2s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率：v＝0.003mol/L÷2s＝0.0015mol·L－1·s－1，故答案為：b，1.5×10－3mol·L－1·s－1。

（3）在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)（但不為0），反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)，則

a.v(SO3)＝2v(O2)符合反應(yīng)速率之比是相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，但不能確定反應(yīng)速率的方向，不能說明達(dá)到平衡狀態(tài)，故a錯(cuò)誤；

b.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變能說明達(dá)到平衡狀態(tài)，故b正確；

c.v逆(SO2)＝2v正(O2)符合反應(yīng)速率之比是相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，且反應(yīng)速率的方向相反，能說明達(dá)到平衡狀態(tài)，故c正確；

d.密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應(yīng)過程中質(zhì)量和容積始終是不變的，因此容器內(nèi)密度保持不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故d錯(cuò)誤。

故答案為：bc。

（4）a.及時(shí)分離出SO3氣體，瞬間逆反應(yīng)速率減小，正反應(yīng)速率不變，平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，隨后反應(yīng)混合物各組分的濃度降低，速率減小，故a錯(cuò)誤；

b.適當(dāng)升高溫度反應(yīng)速率增大，平衡向吸熱反應(yīng)移動(dòng)，即平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，故b錯(cuò)誤；

c.增大O2的濃度，瞬間正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率不變，平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，隨后生成物的濃度增大，逆反應(yīng)速速率增大，故c正確；

d.加入高效催化劑，同等程度增大正、逆反應(yīng)速率，平衡不移動(dòng)，故d錯(cuò)誤。

故答案為：c。

（5）A.甲、乙為等效平衡，平衡時(shí)O2的物質(zhì)的量相等，令平衡時(shí)O2為amol，甲中O2轉(zhuǎn)化率α1==1-a，平衡時(shí)SO3的物質(zhì)的量=（1-a）mol，乙中參加反應(yīng)的SO3為amol，乙中的轉(zhuǎn)化率α2=a，故α1+α2=1，故A正確；

B.甲、乙為等效平衡，平衡時(shí)O2的物質(zhì)的量相等，令平衡時(shí)O2為bmol，則甲中參加反應(yīng)的O2為（1-b）mol，放出的熱量Q1=Q（1-b），乙中參加反應(yīng)的SO3為bmol，吸收的熱量Q2=bQ，故Q1+Q2=Q（1-b）+bQ=Q，故B正確；

C.丙與甲相比，可以等效為在甲的基礎(chǔ)上，壓強(qiáng)增大一倍，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率增大，即α3>α1，故C錯(cuò)誤；

D.甲、乙為等效平衡，平衡時(shí)對(duì)應(yīng)各組分的物質(zhì)的量相等，二者壓強(qiáng)等效，丙與甲相比，可以等效為在甲的基礎(chǔ)上，壓強(qiáng)增大一倍，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，平衡時(shí)混合氣體的物質(zhì)的量小于甲中的2倍，故壓強(qiáng)P3<2P1=2P2，故D正確；

E.由D中分析可知，n2=0.5，n3>1.0mol，故E錯(cuò)誤；

F.丙與甲相比，可以等效為在甲的基礎(chǔ)上，壓強(qiáng)增大一倍，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，丙中參加反應(yīng)的O2的物質(zhì)的量大于甲中的2倍，則Q3>2Q1，故F錯(cuò)誤。

故答案為：ABD。

（6）根據(jù)圖像可知，甲是保持溫度和容積不變的，乙是保持溫度和壓強(qiáng)不變的，因此，在反應(yīng)過程中，乙中的壓強(qiáng)始終大于甲中的壓強(qiáng)，所以甲中的反應(yīng)速率小，達(dá)到平衡的時(shí)間長，但由于正反應(yīng)是體積減小的反應(yīng)，所以壓強(qiáng)越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越高，故答案為：＞，＜。