Question

【題目】I、二氧化硫是常用的工業(yè)原料，但也是大氣的主要污染物。綜合治理其污染是環(huán)境化學當前的重要研究內容之一。

已知：硫酸生產(chǎn)中，將SO2催化氧化成SO3的化學方程式為：2SO2+O22SO3。將2．0mol SO2和1．0mol O2置于10Ｌ密閉容器中，在300℃和500℃條件下得到如圖所示圖象 回答下列問題：

①300℃時，平衡常數(shù)K＝________，升高溫度，K值______（填“增大”、“減小”或“不變”）。

②在500℃時，從反應開始到平衡，氧氣的平均反應速率v（O2）＝______________。

③在其他條件不變的情況下，對處于E點的反應體系，體積壓縮到原來的1/2，下列有關該體系的說法正確的是________。

A．氧氣的濃度減少 B．正反應速率加快，逆反應速率也加快

C．SO3的物質的量增加 D．重新平衡時，n（O2）/n（SO3）增大

④已知2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＝－196.64kJ·mol－1，在一定溫度下，向一固定容積的密閉容器中通入2molSO2、1molO2，達到平衡時放出熱量為Q1kJ，在同樣條件下，向該容器中通入2molSO3，達到平衡時，吸收熱量為Q2kJ，則Q1和Q2的關系為_________________。

II、如圖所示，向A中充入 1mol X和1mol Y，向B中充入 2mol X和2mol Y，起始時VA=VB=aL。在相同溫度和有催化劑存在的條件下，兩容器各自發(fā)生下列反應：X+Y2Z+W；(四物質均為氣體)。達到平衡時VA=1.2a L，試回答：(A在的活塞可移動)A、B中X的轉化率αA ______αB(填“>、=、<”)。

III、現(xiàn)有反應：mA(g)＋nB(g)pC(g)，達平衡后，當升高溫度時，B的轉化率變大；當減小壓強時，混合體系中C的質量分數(shù)也減小，則：

(1)若加入B(體積不變)，則A的轉化率______。

(2)若升高溫度，則平衡時B、C的濃度之比將________。

(3)若加入催化劑，平衡時氣體混合物的總物質的量__________。

(4)若B是有色物質，A、C均無色，則加入C(體積不變)時混合物顏色________，

而維持容器內壓強不變，充入氖氣時，混合物顏色______(填“變深”、“變淺”或“不變”)。

(5)在固定容積的密閉容器中能說明反應己達平衡狀態(tài)的是______________。

A．濃度pc(B)=nc(C) B．容器內壓強保持不變

C．pv逆（B）=n v正(C) D．容器內的密度保持不變

Answer 1

【答案】 800 減小 0．0125mol·L-1·min-1 BC Q1＋Q2＝196.64kJ 〉 增大 變小 不變 變深 變淺 BC

【解析】I、①將2.0mol SO2和1.0mol O2置于10L密閉容器中，300℃達到平衡時n(SO3)=1.6mol，則：

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

起始濃度(mol/L)：0.2 0.1 0

變化濃度(mol/L)：0.16 0.08 0.16

平衡濃度(mol/L)：0.04 0.02 0.16

故平衡常數(shù)K===800；由表中數(shù)據(jù)可知，升高溫度，三氧化硫的物質的量減小，說明升高溫度平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，故答案為：800；減�。�

②500℃達到平衡時n(SO3)=1.5mol，根據(jù)方程式可知△n(O2)= △n(SO3)=0.75mol，平衡時氧氣物質的量=1mol-0.75mol=0.25mol，故平衡時氧氣濃度為=0.025mol/L，氧氣的平均反應速率v(O2)＝=0.0125 mol·L-1·min-1，故答案為：0.0125 mol·L-1·min-1；

③在其他條件不變的情況下，對處于E點的體系體積壓縮到原來的1/2，則壓強增大，正逆反應速率都增大，平衡向正向移動，三氧化硫的物質的量增多，氧氣的物質的量減小，但由于體積減小，平衡時氧氣的濃度反而增大，根據(jù)濃度比值等于物質的量比值，則有重新平衡時n(O2)/n(SO3)減小，即BC正確，故答案為：BC；

④向一固定容積的密閉容器中通入2molSO2和1molO2和向該容器中通入2molSO3，建立的平衡是等效的，Q1+Q2=196.64，故答案為：Q1+Q2=196.64；

II、B裝置是在等容條件下，反應向正反應方向移動時，混合氣體的物質的量增大，導致容器內氣體壓強增大，增大壓強能抑制X的轉化率，所以X的轉化率減小，所以B容器中X的轉化率比A小；故答案為：＞；

III、達到平衡后，當升高溫度時，B的轉化率變大，說明溫度升高平衡向正反應方向移動，則正反應為吸熱反應；當減小壓強時，混合體系中C的質量分數(shù)也減小，說明壓強減小平衡向逆反應方向移動，則方程式中反應物的氣體的計量數(shù)之和大于生成物氣體的化學計量數(shù)之和。

(1)在反應容器中加入一定量的B，反應物B的濃度增大，平衡向正反應方向移動，則A的轉化率增大，故答案為：增大；

(2)正反應吸熱，則升高溫度平衡向正反應方向移動，B的物質的量減小，C的物質的量增多，所以二者的濃度比值將減小，故答案為：變小；

(3)催化劑對化學平衡移動沒有影響，所以若加入催化劑，平衡時氣體混合物的總物質的量不變，故答案為：不變；

(4)B是有色物質，A、C均無色，則加入C(體積不變)時，平衡逆向移動，B的濃度增大，則混合物顏色變深；而維持容器內壓強不變，充入氖氣時，則體積增大，所以混合物顏色變淺，故答案為：變深；變淺；

(5)A．濃度pc(B)=nc(C)不表示濃度不變，可能是反應過程中的一個特殊點，不能說明反應己達平衡狀態(tài)，錯誤；B．該反應屬于氣體的物質的量變化的反應，容器內壓強保持不變說明氣體的物質的量不變，能夠說明反應己達平衡狀態(tài)，正確；C．pv逆(B)=n v正(C)表示正逆反應速率相等，能夠說明反應己達平衡狀態(tài)，正確；D．該反應中氣體的質量和容器的體積不變，容器內的密度始終保持不變，不能說明反應己達平衡狀態(tài)，錯誤；故選BC。