Question

17．t℃時，將2mol SO₂和1mol O₂通入體積為2L的恒溫恒容密閉容器中，發(fā)生如下反應：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），2min時反應達到化學平衡，此時測得反應物O₂還剩余0.2mol，請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />（1）從反應開始到化學平衡，生成SO₃的平均反應速率為0.4mol/（L•min）；平衡時SO₂轉(zhuǎn)化率為80%．
（2）下列敘述能證明該反應已達到化學平衡狀態(tài)的是ABE．
A．容器內(nèi)壓強不再發(fā)生變化
B．SO₂的體積分數(shù)不再發(fā)生變化
C．容器內(nèi)氣體原子總數(shù)不再發(fā)生變化
D．相同時間內(nèi)消耗2n mol SO₂的同時消耗n mol O₂
E．相同時間內(nèi)消耗2n mol SO₂的同時生成n mol O₂
（3）t℃時，該反應的平衡常數(shù)為160
（4）t₁℃時，若將物質(zhì)的量之比n（SO₂）：n（O₂）=1：1的混合氣體通入一個恒溫恒壓的密閉容器中，反應達到平衡時，混合氣體體積減少了10%．SO₂的轉(zhuǎn)化率為40%．

Answer 1

分析 （1）2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），
開始（mol）  2                 1              0
反應（mol） 1.6              0.8           1.6
平衡（mol） 0.4             0.2            1.6
v（SO₃）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$；平衡時SO₂轉(zhuǎn)化率=$\frac{反應的二氧化硫物質(zhì)的量}{反應初始二氧化硫物質(zhì)的量}$×100%；
（2）化學平衡狀態(tài)的標志：正反應速率等于逆反應速率，平衡混合物中各組成成分的含量不變，據(jù)此進行判斷；
（3）建立平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡常數(shù)公式計算平衡常數(shù)；
（4）t₂℃時，若將物質(zhì)的量之比n（SO₂）：n（O₂）=1：1的混合氣體通入一個恒溫恒壓的密閉容器中，設(shè)二者起始物質(zhì)的量均為1mol，反應達到平衡時，混合氣體體積減少了10%，則氣體物質(zhì)的量減小2mol×10%=0.2mol，利用差量法計算參加反應二氧化硫的物質(zhì)的量，進而計算SO₂的轉(zhuǎn)化率．

解答 解：（1）2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），
開始（mol）     2                 1               0
反應（mol）    1.6              0.8            1.6
平衡（mol）    0.4             0.2             1.6
v（SO₃）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{1.6mol}{2L}}{2min}$=0.4mol/（L•min）；平衡時SO₂轉(zhuǎn)化率=$\frac{反應的二氧化硫物質(zhì)的量}{反應初始二氧化硫物質(zhì)的量}$×100%=$\frac{1.6mol}{2mol}×100%$=80%，
故答案為：0.4mol/（L•min）；80%；
（2）A．容器內(nèi)壓強不再發(fā)生變化，說明反應前后氣體物質(zhì)的量不變，正反應速率等于逆反應速率，反應達到平衡狀態(tài)，故A正確；
B．SO₂的體積分數(shù)不再發(fā)生變化，說明各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，正反應速率等于逆反應速率，反應已經(jīng)達到平衡狀態(tài)，故B正確；
C．容器內(nèi)氣體原子總數(shù)始終不變，無法判斷是否達到平衡狀態(tài)，故C錯誤；
D．相同時間內(nèi)消耗2n mol SO₂的同時消耗n mol O₂，表示的都是正反應速率，無法判斷正逆反應速率是否相等，故D錯誤；
E．相同時間內(nèi)消耗2n mol SO₂等效于消耗n mol O₂，同時生成n mol O₂，正反應速率等于逆反應速率，反應達到平衡狀態(tài)，故E正確；
故答案為：ABE；
（3）此反應平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）×c（{O}_{2}）}$=$\frac{（\frac{1.6mol}{2L}）^{2}}{（\frac{0.4mol}{2L}）^{2}×（\frac{0.2mol}{2L}）}$=160，故答案為：160；
（4）t₂℃時，若將物質(zhì)的量之比n（SO₂）：n（O₂）=1：1的混合氣體通入一個恒溫恒壓的密閉容器中，設(shè)二者起始物質(zhì)的量均為1mol，反應達到平衡時，混合氣體體積減少了10%，則氣體物質(zhì)的量減小2mol×10%=0.2mol，
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g） 物質(zhì)的量減小
     2               1                2                1
 0.4mol                            0.4mol        0.2mol
故SO₂的轉(zhuǎn)化率=$\frac{0.4mol}{1mol}$×100%=40%，
故答案為：40%．

點評 本題考查化學平衡計算及化學平衡狀態(tài)判斷，為高頻考點，側(cè)重考查學生分析、判斷及計算能力，注意：只有“反應前后改變的物理量”才能作為平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)，難點是正確選取化學平衡狀態(tài)的依據(jù)．