Question

19．在一定溫度下，向一個(gè)容積可變的恒壓容器中，通入3mol SO₂和2mol O₂及固體催化劑，使之反應(yīng)：
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ•mol^-1，平衡時(shí)容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)為起始時(shí)的90%．保持同一反應(yīng)溫度，在相同容器中，將起始物質(zhì)的量改為4mol SO₂、3mol O₂、2mol SO₃（g），下列說法正確的是（　　）

• A． 第一次實(shí)驗(yàn)平衡時(shí)反應(yīng)放出的熱量為294.9kJ
• B． 兩次實(shí)驗(yàn)平衡時(shí)，SO₂的轉(zhuǎn)化率相等
• C． 第二次實(shí)驗(yàn)達(dá)平衡時(shí)SO₃的體積分?jǐn)?shù)大于$\frac{2}{9}$
• D． 達(dá)平衡時(shí)，O₂表示的反應(yīng)速率為0.25mol/（L•min）

Answer 1

分析 A．平衡時(shí)容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)為起始時(shí)的90%，根據(jù)三段式可計(jì)算出第一次平衡時(shí)參加反應(yīng)的二氧化硫?yàn)?mol，結(jié)合熱化學(xué)方程式計(jì)算放出的熱量；
B．第二次等效為開始加入6mol SO₂、4mol O₂，為進(jìn)一步等效在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡正向移動；
C．等效為開始加入6mol SO₂、4mol O₂，進(jìn)一步等效在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡正向移動，新平衡時(shí)SO₃的體積分?jǐn)?shù)大于第一次平衡；
D．根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（O₂），容積可變的恒壓容器中無法計(jì)算．

解答 解：A．恒溫恒容下，壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，則平衡時(shí)混合氣體總物質(zhì)的量為（3mol+2mol）×90%=4.5mol，則：
              2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△n=1
起始量（mol）：3       2        0
變化量（mol）：1      0.5       1      5-4.5=0.5
平衡量（mol）：2      1.5       1
第一次平衡時(shí)參加反應(yīng)的二氧化硫?yàn)?mol，則第一次平衡時(shí)反應(yīng)放出的熱量為196.6kJ×$\frac{1mol}{2mol}$=98.3 kJ，故A錯(cuò)誤；
B．保持同一反應(yīng)溫度，在相同容器中，將起始物質(zhì)的量改為4mol SO₂、3mol O₂、2mol SO₃（g），等效為開始加入6mol SO₂、4mol O₂，相對于第一次在一定溫度下，向一個(gè)容積可變的恒壓容器中，通入3mol SO₂和2mol O₂及固體催化劑，為進(jìn)一步等效在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡正向移動，第二次平衡時(shí)SO₂的轉(zhuǎn)化率大于第一次，故B錯(cuò)誤；
C．第一次平衡時(shí)SO₃的體積分?jǐn)?shù)=$\frac{1mol}{4.5mol}$=$\frac{2}{9}$，將起始物質(zhì)的量改為4mol SO₂、3mol O₂、2mol SO₃（g），等效為開始加入6mol SO₂、4mol O₂，進(jìn)一步等效在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡正向移動，新平衡時(shí)SO₃的體積分?jǐn)?shù)大于第一次平衡，即第二次達(dá)平衡時(shí)SO₃的體積分?jǐn)?shù)大于$\frac{2}{9}$，故C正確；
D．容器容積未知、到達(dá)平衡時(shí)間未知，不能計(jì)算反應(yīng)速率，故D錯(cuò)誤；
故選C．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算，B選項(xiàng)注意利用等效思想解答，關(guān)鍵是構(gòu)建平衡建立的途徑，題目難度中等．