Question

13．（1）一定溫度下，在容積為V L的密閉容器中進行反應：aN（g）?bM（g），M、N的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示：
①此反應的化學方程式中a：b=2：1
②下列敘述中能說明上述反應達到平衡狀態(tài)的是CE
A．反應中M與N的物質的量之比為1：1
B．混合氣體的總質量不隨時間的變化而變化
C．混合氣體的平均摩爾質量不隨時間的變化而變化
D．單位時間內(nèi)每消耗a mol N，同時生成b mol M
E．混合氣體的壓強不隨時間的變化而變化
（2）將4mol SO₂和2mol O₂在2L的密閉容器中混合，在一定條件下發(fā)生如下反應：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）．若經(jīng)過2s后測得SO₃的濃度為0.6mol/L，用氧氣表示該反應2s內(nèi)的平均速率v（O₂）=0.15mol/（L．s）；2s末O₂濃度為1.4mol/L；2s末SO₂的轉化率為30%．

Answer 1

分析 （1）①反應達到平衡狀態(tài)時，△n（M）=（5-2）mol=3mol，△n（N）=（8-2）mol=6mol，同一可逆反應中同一段時間內(nèi)各物質的物質的量變化量之比等于其計量數(shù)之比；
②當可逆反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，反應體系中各物質的物質的量、質量、物質的量濃度、百分含量以及由此引起的物理量不變；
（2）v（SO₃）=$\frac{0.6-0}{2}$mol/（L．s）=0.3mol/（L．s），再根據(jù)同一可逆反應中同一段時間內(nèi)各物質的反應速率之比等于其計量數(shù)之比計算氧氣反應速率；參加反應的n（SO₃）=0.6mol/L×2s=1.2mol，則參加反應的n（SO₂）=n（SO₃）=1.2mol，二氧化硫的轉化率=$\frac{參加反應的二氧化硫的物質的量}{二氧化硫的總物質的量}$×100%．

解答 解：（1）①反應達到平衡狀態(tài)時，△n（M）=（5-2）mol=3mol，△n（N）=（8-2）mol=6mol，同一可逆反應中同一段時間內(nèi)各物質的物質的量變化量之比等于其計量數(shù)之比，所以a：b=6mol：amol=2：1，
故答案為：2：1；
②A．反應中M與N的物質的量之比為1：1時，該反應不一定達到平衡狀態(tài)，與反應初始物質的量及轉化率有關，故錯誤；
B．混合氣體的總質量不隨時間的變化而變化，遵循質量守恒定律定律，反應前后氣體總質量始終不變，所以不能判斷是否達到平衡，故錯誤；
C．混合氣體的平均摩爾質量不隨時間的變化而變化，該反應正逆反應速率相對，反應達到平衡狀態(tài)，故正確；
D．單位時間內(nèi)每消耗a mol N，同時生成b mol M，無論是否達到平衡狀態(tài)都存在這種變化，所以不能判斷平衡狀態(tài)，故錯誤；
E．反應前后氣體體積減小，所以反應前后氣體壓強降低，當混合氣體的壓強不隨時間的變化而變化，該反應達到平衡狀態(tài)，故正確；
故選CE；
（2）v（SO₃）=$\frac{0.6-0}{2}$mol/（L．s）=0.3mol/（L．s），再根據(jù)同一可逆反應中同一段時間內(nèi)各物質的反應速率之比等于其計量數(shù)之比計算氧氣反應速率=0.15mol/（L．s）；參加反應的n（SO₃）=0.6mol/L×2s=1.2mol，則參加反應的n（SO₂）=n（SO₃）=1.2mol，則2s末O₂濃度=$\frac{4-1.2}{2}$mol/L=1.4mol/L，二氧化硫的轉化率=$\frac{參加反應的二氧化硫的物質的量}{二氧化硫的總物質的量}$×100%=$\frac{1.2mol}{4mol}$×100%=30%，
故答案為：0.15 mol/（L．s）； 1.4mol/L； 30%．

點評 本題考查化學平衡有關計算及平衡狀態(tài)判斷，為高頻考點，側重考查學生分析計算能力，明確各個物理量之間的關系式、化學平衡狀態(tài)判斷依據(jù)是解本題關鍵，注意：只有反應前后改變的物理量才能作為平衡狀態(tài)判斷依據(jù)，為易錯點．