Question

【題目】300 ℃時(shí)，將2 mol SO2、1 mol O2混合于2 L的恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)　ΔH，2 min末達(dá)到平衡，測(cè)得SO2的轉(zhuǎn)化率為60%。請(qǐng)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的有關(guān)原理回答下列問題：

（1）能證明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。

① c(SO2)∶c(O2)∶c(SO3) = 2∶1∶2

②單位時(shí)間內(nèi)生成n mol SO3的同時(shí)消耗n mol SO2

③反應(yīng)速率v(SO3) = 2v(O2)

④溫度和體積一定時(shí)，容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化

⑤溫度和壓強(qiáng)一定時(shí)，混合氣體的密度不再變化

（2）下圖表示該反應(yīng)的速率(v)隨時(shí)間(t)變化的關(guān)系:

據(jù)圖分析；t3時(shí)改變的外界條件可能是________；t6時(shí)保持體積不變向體系中充入少量He，平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移動(dòng)。SO2含量最高的區(qū)間是______(填“t0~t1”、“t2~t3”、“t3~t4”或“t5~t6”)。

（3）300 ℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為________，若升高溫度該反應(yīng)的平衡常數(shù)減小，則ΔH___0(填“大于”、“小于”或“不確定”)。

（4）如果在相同條件下，上述反應(yīng)從逆反應(yīng)方向開始進(jìn)行，開始時(shí)加入SO2 0.6 mol、SO3 1.4 mol，若使平衡時(shí)各物質(zhì)的量濃度與原來平衡相同，則還應(yīng)加入O2________mol。

Answer 1

【答案】 ④⑤ 加催化劑 不 t5~t6 11.25 小于 0.3

【解析】試題分析：（1）①c(SO2):c(O2):c(SO3)＝2:1:2并不能說明正逆反應(yīng)速率相等，因此不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，①錯(cuò)誤；②單位時(shí)間內(nèi)生成nmol SO3的同時(shí)消耗nmol SO2，均表示正反應(yīng)速率，因此不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，②錯(cuò)誤；③反應(yīng)速率2v(SO3)＝v(O2)沒有表明反應(yīng)速率方向，因此不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，③錯(cuò)誤；④正反應(yīng)是體積減小的，所以溫度和體積一定時(shí)，容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化可說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，④正確；⑤密度是混合氣體的質(zhì)量和容器容積的比值，反應(yīng)前后質(zhì)量不變，溫度和壓強(qiáng)一定時(shí)，容器容積是變化的，因此混合氣體的密度不再變化能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，⑤正確，答案選④⑤；

（2）t3時(shí)正逆反應(yīng)速率均增大，且增大程度相同，平衡不移動(dòng)。由于正反應(yīng)是體積減小的，所以改變的外界條件可能是使用了催化劑。t6時(shí)保持體積不變向體系中充入少量He氣，各物質(zhì)的濃度不變，平衡不移動(dòng)。根據(jù)圖像可知平衡一直向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，所以SO2%含量最高的區(qū)間是t5～t6。

（3） 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)

起始濃度（mol/L） 1 0.5 0

轉(zhuǎn)化濃度（mol/L） 0.6 0.3 0.6

平衡濃度（mol/L） 0.4 0.2 0.6

所以300℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為。若升高溫度該反應(yīng)的平衡常數(shù)減小，這說明平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則ΔH小于0。

（4）如果在相同條件下，上述反應(yīng)從逆反應(yīng)方向進(jìn)行，開始時(shí)加入SO20.6 mol加入SO31.4 mol，若使平衡時(shí)各物質(zhì)的量濃度與原來平衡相同，則完全轉(zhuǎn)化后應(yīng)該是2mol二氧化硫和1mol氧氣。1.4mol三氧化硫完全轉(zhuǎn)化后生成1.4mol二氧化硫和0.7mol氧氣，還應(yīng)加入O21mol－0.7mol＝0.3mol。