Question

6．t℃時(shí)，將2molSO₂和1molO₂通入體積為2L的恒溫恒容密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），△H=-196.6kJ/mol.2min時(shí)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡，此時(shí)測(cè)得反應(yīng)物O₂還乘余0.8mol，請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />（1）從反應(yīng)開始到達(dá)化學(xué)平衡，生成SO₃的平均反應(yīng)速率為0.1mol•L^-1•min^-1；平衡時(shí)SO₂轉(zhuǎn)化率為20%．
（2）下列敘述能證明該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是（填標(biāo)號(hào)，下同）ABE．
A．溶器內(nèi)壓強(qiáng)不再發(fā)生變化    
B．SO₂的體積分?jǐn)?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(shí)間內(nèi)消耗2nmolSO₂的同時(shí)消耗nmolO₂
E．相同時(shí)間內(nèi)消耗2nmolSO₂的同時(shí)生成nmolO₂
（3）反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡后，以下操作將引起平衡向正反方向移動(dòng)并能提高SO₂轉(zhuǎn)化率的是AD．
A．向容器中通入少量O₂     B．向容器中通入少量SO₂C．使用催化劑            D．降低溫度
E．向容器中通入少量氦氣（已知：氦氣和SO₂、O₂、SO₃都不發(fā)生反應(yīng)）
（4）t₂℃時(shí)，若將物質(zhì)的量之比n（SO₂）：n（O₂）=1：1的混合氣體通入一個(gè)恒溫恒壓的密閉容器中，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，混合氣體體積減少了20%，SO₂的轉(zhuǎn)化率為80%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)平均反應(yīng)速率v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算出反應(yīng)速率；根據(jù)平衡時(shí)SO₂轉(zhuǎn)化率=$\frac{轉(zhuǎn)化量}{起始量}$×100%計(jì)算；
（2）可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不變，據(jù)此判斷平衡狀態(tài)；
（3）根據(jù)化學(xué)平衡的影響因素來回答；
（4）依據(jù)反應(yīng)前后氣體體積減少為反應(yīng)氧氣的量分析計(jì)算．

解答 解：（1）還剩余0.8 mo1氧氣可知：反應(yīng)消耗0.4mol SO₂和0.2mol O₂，生成0.4mol SO₃，
三氧化硫的反應(yīng)速率為v（SO₃）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.4mol}{2L}}{2min}$=0.1mol•L^-1•min^-1，
SO₂轉(zhuǎn)化率=$\frac{轉(zhuǎn)化量}{起始量}$×100%=$\frac{0.4mol}{2mol}$×100%=20%，
故答案為：0.1mol•L^-1•min^-1；20%；
（2）A．容器內(nèi)壓強(qiáng)不再發(fā)生變化，該反應(yīng)兩邊氣體體積不相等，反應(yīng)過程中壓強(qiáng)是變量，壓強(qiáng)不變，該反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，故A正確；
B．SO₂的體積分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化，表明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到了平衡狀態(tài)，故B正確；
C．容器內(nèi)氣體原子總數(shù)不再發(fā)生變化，根據(jù)原子守恒，原子總數(shù)始終不變，所以原子總數(shù)不能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù)，故C錯(cuò)誤；
D．相同時(shí)間內(nèi)消耗2nmolSO₂的同時(shí)消耗nmolO₂，都是指的是正反應(yīng)方向，因此不能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù)，故D錯(cuò)誤；
E．相同時(shí)間內(nèi)消耗2nmolSO₂的同時(shí)生成nmolO₂，相同時(shí)間內(nèi)消耗2n mol SO₂等效于消耗n mol O₂，同時(shí)生成n mol O₂，正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，故E正確；
故答案：ABE；
（3）A．向容器中通入少量O₂，即增大氧氣的濃度，能使平衡正向移動(dòng)并能提高SO₂轉(zhuǎn)化率，故A正確；
B．向容器中通入少量SO₂，即增大二氧化硫的濃度，能使平衡正向移動(dòng)但是能降低了SO₂轉(zhuǎn)化率，故B錯(cuò)誤；
C．使用催化劑，不會(huì)影響化學(xué)平衡的移動(dòng)，也不會(huì)改變二氧化硫的轉(zhuǎn)化率，故C錯(cuò)誤；
D．降低溫度，化學(xué)平衡正向移動(dòng)，并能提高SO₂轉(zhuǎn)化率，故D正確；
E．向容器中通入少量氦氣，當(dāng)恒容時(shí)，各組分的濃度不變，則平衡不移動(dòng)，故E錯(cuò)誤．
故選：AD；
（4）t℃時(shí)，若將物質(zhì)的量之比n（SO₂）：n（O₂）=1：1的混合氣體通入一個(gè)恒溫恒壓的密閉容器中，設(shè)二氧化硫和氧氣物質(zhì)的量為1mol，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，混合氣體體積減少了20%，則反應(yīng)的氧氣體積為2×20%=40%，則反應(yīng)的二氧化硫?yàn)?0%，即轉(zhuǎn)化率為80%，
故答案為：80%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生化學(xué)平衡的判斷和化學(xué)平衡的移動(dòng)以及熱化學(xué)知識(shí)，題目難度較大，要求學(xué)生掌握判斷平衡狀態(tài)的方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力．