Question

10．一定溫度下，在甲、乙、丙三個恒容密閉容器中投入SO₂（g）和O₂（g），其起始物質的量及SO₂的平衡轉化率如下表所示．下列判斷中正確的是（　　）

		甲	乙	丙
密閉容器體積/L		2	2	2
起始物質的量	n（SO2）/mol	0.40	0.80	0.80
	n（O2）/mol	0.24	0.24	0.48
SO2的平衡轉化率%		80	α1	α2

• A． 該溫度下，甲容器10min達到平衡，平均速率為v（SO₃）=0.032 mol•L^-1•min^-1
• B． SO₂的平衡轉化率：α₁＜80%
• C． 容器中SO₃的物質的量濃度：2c（甲）＞c（丙）
• D． 甲中反應的平衡常數K為400

Answer 1

分析 SO₂和O₂反應生成SO₃方程式為2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），
A．該溫度下，甲容器10min達到平衡，根據SO₂轉化率及方程式知，參加反應的△n（SO₃）=△n（SO₂）=0.40mol×80%=0.32mol，平均速率為v（SO₃）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$；
B．乙中相當于在甲反應達到平衡狀態(tài)的基礎上再加入0.40molSO₂，雖然平衡向正反應方向移動，但SO₂轉化率降低；
C．丙中反應物濃度是甲的2倍，如果將丙容器容積增大為甲的2倍，則甲、丙為等效平衡，甲、丙中c（SO₃）相等，然后將丙中容積縮小為和甲相同，則相當于增大壓強，如果平衡不移動，則丙中c（SO₃）是甲的2倍，實際上平衡向正反應方向移動，則丙中c（SO₃）大于甲的2倍；
D．甲中反應達到平衡狀態(tài)時，△c（SO₃）=$\frac{0.32mol}{2L}$=0.16mol/L，△c（O₂）=$\frac{0.24mol-0.32mol×\frac{1}{2}}{2L}$=0.04mol/L，△c（SO₂）=$\frac{0.40mol×（1-80%）}{2L}$=0.04mol/L，根據平衡常數公式計算該溫度下的平衡常數．

解答 解：SO₂和O₂反應生成SO₃方程式為2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），
A．該溫度下，甲容器10min達到平衡，根據SO₂轉化率及方程式知，參加反應的△n（SO₃）=△n（SO₂）=0.40mol×80%=0.32mol，平均速率為v（SO₃）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.32mol}{2L}}{10min}$=0.016mol/（L．min），故A錯誤；
B．乙中相當于在甲反應達到平衡狀態(tài)的基礎上再加入0.40molSO₂，雖然平衡向正反應方向移動，但加入的n（SO₂）遠遠大于轉化的n（SO₂）增加量，所以SO₂轉化率降低，則SO₂的平衡轉化率：α₁＜80%，故B正確；
C．丙中反應物濃度是甲的2倍，如果將丙容器容積增大為甲的2倍，則甲、丙為等效平衡，甲、丙中c（SO₃）相等，然后將丙中容積縮小為和甲相同，則相當于增大壓強，如果平衡不移動，則丙中c（SO₃）是甲的2倍，實際上平衡向正反應方向移動，則丙中c（SO₃）大于甲的2倍，所以容器中SO₃的物質的量濃度：2c（甲）＜c（丙），故C錯誤；
D．甲中反應達到平衡狀態(tài)時，△c（SO₃）=$\frac{0.32mol}{2L}$=0.16mol/L，△c（O₂）=$\frac{0.24mol-0.32mol×\frac{1}{2}}{2L}$=0.04mol/L，△c（SO₂）=$\frac{0.40mol×（1-80%）}{2L}$=0.04mol/L，該溫度下的平衡常數K=$\frac{（0.16）^{2}}{（0.04）^{2}×0.04}$=400，故D正確；
故選BD．

點評 本題考查化學平衡計算，為高頻考點，正確構建等效平衡是解本題關鍵，難點是BC選項，要利用中間狀態(tài)構建等效平衡，然后再利用外界條件對平衡的影響分析解答，題目難度中等．