Question

9．工業(yè)上制備硫酸的過程中存在反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）  （正向放熱）400℃，1.01×10⁵Pa，向容積為2L的恒容密閉容器中充入一定量 SO₂和O₂，n（SO₃）和n（O₂）隨時間的變化曲線如圖所示．
（1）0～20min反應(yīng)的平均速率υ（O₂）=0.02mol/（L．min）．
（2）下列敘述正確的是ac．
a．A點υ正（SO₂）＞υ逆（SO₂）
b．B點處于平衡狀態(tài)
c．C點和D點n（SO₂）相同
d．其它條件不變，500℃時反應(yīng)達平衡，n（SO₃）比圖中D點的值大
（3）反應(yīng)達到平衡時，再充入¹⁸O₂，反應(yīng)一段時間后¹⁸O存在于二氧化硫、三氧化硫、氧氣中．

Answer 1

分析 （1）先計算三氧化硫的反應(yīng)速率，再根據(jù)同一可逆反應(yīng)、同一時間段內(nèi)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比計算υ（O₂）；
（2）a．A點平衡向正反應(yīng)方向移動，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率；
b．B點不是平衡狀態(tài)；
c．C點和D點處于平衡狀態(tài)；
d．其它條件不變，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，則n（SO₃）比圖中D點的值��；
（3）反應(yīng)2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g） 是可逆反應(yīng)，達到平衡時，正逆反應(yīng)仍然在進行，此時正逆反應(yīng)速率相等，據(jù)此判斷；

解答 解：（1）υ（SO₃）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{1.6mol}{2L}}{20min}$=0.04mol/（L．min），同一可逆反應(yīng)中同一時間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比，所以υ（O₂）=$\frac{1}{2}$υ（SO₃）=0.02mol/（L．min），
故答案為：0.02mol/（L．min）；
（2）a．A點平衡向正反應(yīng)方向移動，說明正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，即A點υ_正（SO₂）＞υ_逆（SO₂），故正確；
b．B點還能繼續(xù)向正反應(yīng)方向移動，說明B點不是平衡狀態(tài)，故錯誤；
c．C點和D點各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，說明C和D點處于平衡狀態(tài)，故正確；
d．其它條件不變，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，則平衡時n（SO₃）減小，所以n（SO₃）比圖中D點的值小，故錯誤；
故選ac；
（3）反應(yīng)2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g） 是可逆反應(yīng)，達到平衡時，正逆反應(yīng)仍然在進行，此時正逆反應(yīng)速率相等，所以再充入¹⁸O₂，反應(yīng)一段時間后¹⁸O存在于二氧化硫、三氧化硫、氧氣，
故答案為：二氧化硫、三氧化硫、氧氣．

點評 本題考查了化學(xué)平衡的有關(guān)知識，涉及化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、反應(yīng)速率的計算等知識點，注意根據(jù)平衡狀態(tài)的特征答題，難度中等．