题目内容
【题目】在2 L的密闭容器内，500℃时反应2SO2(g)＋O2(g) 
2SO3(g)ΔH<0体系中，n(SO2)随时间的变化如表：
时间(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(SO2)(mol) | 0.020 | 0.010 | 0.008 | 0.007 | 0.007 | 0.007 |
(1)写出该反应的平衡常数表达式：K＝______________________。
(2)下图表示SO3的变化的曲线是__________。用O2表示从0～2s内该反应的平均速率v＝______________。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是________。
a．v(SO3)＝2v(O2) b．容器内压强保持不变
c．v逆(SO2)＝2v正(O2) d．容器内密度保持不变
(4)为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是________。
a．及时分离出SO3气体 b．适当升高温度 c．增大O2的浓度 d．选择高效催化剂
(5)若在容积均为2 L的密闭容器内，500℃时按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH=-QkJ·mol-1(Q>0)，保持恒温恒容。初始投料与各容器达到平衡时的有关数据如下:
实验 | 甲 | 乙 | 丙 |
初始投料 | 2molSO2、 1molO2 | 2molSO3 | 4molSO2、 2molO2 |
平衡时n(SO3) | 0.5mol | n2 | n3 |
反应的能量变化 | 放出Q1kJ | 吸收Q2kJ | 放出Q3kJ |
体系的压强 | p1 | p2 | p3 |
反应物的转化率 | α1 | α2 | α3 |
三个容器中的反应分别达平衡时下列各组数据关系正确的是____(填字母)。
A.α1+α2=1 B. Q1+Q2=Q C. α3<α1 D. p3<2p1=2p2 E. n2<n3<1.0mol F. Q3=2Q1
(6)在一定条件下进行反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，如图所示。
相同温度下，在甲、乙两容器中各投入2molSO2、1molO2，甲、乙两容器的初始体积均为1L，甲、乙容器达到平衡所用时间：甲____(填“>”、“<”或“=”,下同)乙，平衡时SO2的转化率：甲____乙。
【答案】
b 1.5×10－3 mol·L－1·s－1 bc c ABD > <
【解析】
（1）平衡常数表达式等于生成物的浓度幂之积比上反应物的浓度幂之积，所以该反应的平衡常数表达式K=
，故答案为：。
（2）三氧化硫是生成物，平衡时生成三氧化硫的物质的量是0.013mol，其浓度为0.013mol÷2L＝0.0065mol/L，所以根据图像可知，表示SO3变化曲线的是b。0s～2s内消耗SO2的物质的量是0.020mol－0.008mol＝0.012mol，则根据方程式可知消耗氧气的物质的量是0.006mol，其浓度为0.003mol/L，则用O2表示从0s～2s内该反应的平均速率：v＝0.003mol/L÷2s＝0.0015mol·L－1·s－1，故答案为：b，1.5×10－3mol·L－1·s－1。
（3）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态，则
a.v(SO3)＝2v(O2)符合反应速率之比是相应的化学计量数之比，但不能确定反应速率的方向，不能说明达到平衡状态，故a错误；
b.容器内压强保持不变能说明达到平衡状态，故b正确；
c.v逆(SO2)＝2v正(O2)符合反应速率之比是相应的化学计量数之比，且反应速率的方向相反，能说明达到平衡状态，故c正确；
d.密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，因此容器内密度保持不变不能说明反应达到平衡状态，故d错误。
故答案为：bc。
（4）a.及时分离出SO3气体，瞬间逆反应速率减小，正反应速率不变，平衡向正反应进行，随后反应混合物各组分的浓度降低，速率减小，故a错误；
b.适当升高温度反应速率增大，平衡向吸热反应移动，即平衡向逆反应移动，故b错误；
c.增大O2的浓度，瞬间正反应速率增大，逆反应速率不变，平衡向正反应进行，随后生成物的浓度增大，逆反应速速率增大，故c正确；
d.加入高效催化剂，同等程度增大正、逆反应速率，平衡不移动，故d错误。
故答案为：c。
（5）A.甲、乙为等效平衡，平衡时O2的物质的量相等，令平衡时O2为amol，甲中O2转化率α1=
=1-a，平衡时SO3的物质的量=（1-a）mol，乙中参加反应的SO3为amol，乙中的转化率α2=a，故α1+α2=1，故A正确；
B.甲、乙为等效平衡，平衡时O2的物质的量相等，令平衡时O2为bmol，则甲中参加反应的O2为（1-b）mol，放出的热量Q1=Q（1-b），乙中参加反应的SO3为bmol，吸收的热量Q2=bQ，故Q1+Q2=Q（1-b）+bQ=Q，故B正确；
C.丙与甲相比，可以等效为在甲的基础上，压强增大一倍，平衡向正反应方向移动，转化率增大，即α3>α1，故C错误；
D.甲、乙为等效平衡，平衡时对应各组分的物质的量相等，二者压强等效，丙与甲相比，可以等效为在甲的基础上，压强增大一倍，平衡向正反应移动，平衡时混合气体的物质的量小于甲中的2倍，故压强P3<2P1=2P2，故D正确；
E.由D中分析可知，n2=0.5，n3>1.0mol，故E错误；
F.丙与甲相比，可以等效为在甲的基础上，压强增大一倍，平衡向正反应移动，丙中参加反应的O2的物质的量大于甲中的2倍，则Q3>2Q1，故F错误。
故答案为：ABD。
（6）根据图像可知，甲是保持温度和容积不变的，乙是保持温度和压强不变的，因此，在反应过程中，乙中的压强始终大于甲中的压强，所以甲中的反应速率小，达到平衡的时间长，但由于正反应是体积减小的反应，所以压强越大，反应物的转化率越高，故答案为：＞，＜。
