Question

t ℃时，将2 mol SO₂和1 mol O₂通入体积为2 L的恒温恒容密闭容器中，发生如下反应：2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)；ΔH=-196.6 kJ·mol^-1。2 min时反应达到化学平衡，此时测得反应物O₂还剩余0.8 mol。请填写下列空白：

(1)下列叙述能证明该反应已经达到化学平衡状态的是(填标号，下同)________。

A.容器内压强不再发生变化

B.SO₂的体积分数不再发生变化

C.容器内气体质量不再发生变化

D.容器内气体密度不再发生变化

(2)从反应开始至达到化学平衡，生成SO₃平均反应速率为________；平衡时混合气体中SO₃的物质的量分数为________。

(3)反应达到化学平衡后，以下操作将引起平衡向正反应方向移动并能提高SO₂转化率的是________。

A.向容器中通入少量O₂

B.向容器中通入少量SO₂

C.使用催化剂

D.降低温度

E.向容器中通入少量氦气(已知氦气和SO₂、O₂、SO₃都不发生反应)

(4)上述反应达平衡后，若继续向上述容器中通入1.6 mol SO₂、0.8 mol O₂、0.4 mol SO₃，化学平衡将________(填“向右”“向左”或“不”)移动，混合气体的平均相对分子质量将________(填“增大”“减小”或“不变”)。

(5)t ℃时，若将物质的量之比n(SO₂)：n(O₂)=1：1的混合气体通入一个恒温恒压的密闭容器中，反应达到化学平衡时，混合气体体积减少了20%，则SO₂的转化率为________。

Answer 1

(1)AB  (2)0.1 mol·L^-1·min^-1  14.3%  (3)AD  (4)向右  增大  (5)80%

解析：2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)；ΔH=-196.6 kJ·mol^-1.

该反应为正方向气体体积缩小的放热反应.

(1)在恒温恒容条件下，达到平衡状态时，v_正=v_逆，各组分的百分含量不再改变，压强不再改变.而过程中气体的质量、密度始终保持不变.

(2)         2SO₂(g)  +  O₂(g)    2SO₂(g)

初始         2 mol         1 mol                 0

Δn         -0.4 mol     -0.2 mol          +0.4 mol

2 min时 1.6 mol         0.8 mol           0.4 mol

v(SO₃)==0.1 mol·L^-1·min^-1.

w(SO₃)=×100%=14.3%.

(4)容器内压强增大，平移向右移动，混合气体的平均相对分子质量增大.

(5)设SO₂、O₂各1 mol，达平衡时SO₂减少x，则：

        2SO₂+O₂2SO₃  ΔV

初始：  1      1                       0

Δn：    x                   x     

平衡：1-x   1-           x

所以×100%=20%，x=0.8 mol.

α(SO₂)=80%.