Question

工業(yè)上制取三氧化硫反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：2SO₂（g）十O₂（g）?2SO₃（g）△H=-198kJ?mol^-1
（1）能夠說明在恒溫恒容條件下，上述反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是______（填序號(hào)）．
A．每生成1molSO₃的同時(shí)生成0.5molO₂
B．容器中混合氣體的密度不變
C．SO₂、O₂、SO₃的物質(zhì)的量之比為2：1：2
D．容器中氣體總壓強(qiáng)不變
（2）400℃，1.01×10⁵Pa下，上述反應(yīng)中n（SO₃）和n（O₂）隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示．下列敘述正確的是______（填序號(hào)）．
A．點(diǎn)a的正反應(yīng)速率比點(diǎn)b的大
B．點(diǎn)c處反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
C．點(diǎn)d和點(diǎn)e處的n（O₂）相同
D．500℃，1.01×10⁵Pa下，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，n（SO₃）比圖中e點(diǎn)的值大
（3）已知該反應(yīng)的K（400℃）=7200mol^-1?L．在400℃時(shí)，容積為1.0L的密閉容器中充入0.05molSO₂（g）和0.03molO₂（g），反應(yīng)一段時(shí)間后，有0.04molSO₃生成．此時(shí)，該反應(yīng)______（填“是”、“否”或“無法判斷”）達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，理由是______．

Answer 1

（1）A、每生成1molSO₃的同時(shí)生成0.5molO₂，說明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A正確；
B、容器是恒容的，無論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，混合物的質(zhì)量始終不變，容器的體積不變，導(dǎo)致密度始終不變，所以不是達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志，故B錯(cuò)誤；
C、SO₂、O₂與SO₃的物質(zhì)的量之比為2：1：2，這與反應(yīng)的初始物質(zhì)的量以及反應(yīng)的轉(zhuǎn)化程度有關(guān)，不能確定是否達(dá)到平衡，故C錯(cuò)誤；
D、該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積改變的化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，各物質(zhì)的量不變，導(dǎo)致容器中壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而改變，故D正確；
故選：AD；
（2）A．反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越快，故a點(diǎn)時(shí)刻的正反應(yīng)速率比b點(diǎn)時(shí)刻的大，故A正確；
B．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)未到達(dá)平衡狀態(tài)，反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行，故B錯(cuò)誤；
C．d、e兩點(diǎn)處于平衡狀態(tài)，溫度相同，C（O₂）相等，n（O₂）相同，故C正確；
D．該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，平衡時(shí)三氧化硫的物質(zhì)的量減小，故D錯(cuò)誤；
故答案為：AC；
（3）2SO₂（g）十O₂（g）?2SO₃
起始（mol/L） 0.050.03 0
反應(yīng)（mol/L） 0.040.020.04
一段時(shí)間后（mol/L）0.01 0.01 0.04
400℃時(shí)，濃度熵Q=

0.042

0.012×0.01

=1600＞K（400℃）=7200，反應(yīng)沒有達(dá)到平衡，故答案：否，400℃時(shí)，濃度熵Q=1600，而K（400℃）=7200，Q＜K，反應(yīng)沒有達(dá)到平衡狀態(tài)；