Question

10．一定温度下，在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中投入SO₂（g）和O₂（g），其起始物质的量及SO₂的平衡转化率如下表所示．下列判断中正确的是（　　）

		甲	乙	丙
密闭容器体积/L		2	2	2
起始物质的量	n（SO2）/mol	0.40	0.80	0.80
	n（O2）/mol	0.24	0.24	0.48
SO2的平衡转化率%		80	α1	α2

• A． 该温度下，甲容器10min达到平衡，平均速率为v（SO₃）=0.032 mol•L^-1•min^-1
• B． SO₂的平衡转化率：α₁＜80%
• C． 容器中SO₃的物质的量浓度：2c（甲）＞c（丙）
• D． 甲中反应的平衡常数K为400

Answer 1

分析 SO₂和O₂反应生成SO₃方程式为2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），
A．该温度下，甲容器10min达到平衡，根据SO₂转化率及方程式知，参加反应的△n（SO₃）=△n（SO₂）=0.40mol×80%=0.32mol，平均速率为v（SO₃）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$；
B．乙中相当于在甲反应达到平衡状态的基础上再加入0.40molSO₂，虽然平衡向正反应方向移动，但SO₂转化率降低；
C．丙中反应物浓度是甲的2倍，如果将丙容器容积增大为甲的2倍，则甲、丙为等效平衡，甲、丙中c（SO₃）相等，然后将丙中容积缩小为和甲相同，则相当于增大压强，如果平衡不移动，则丙中c（SO₃）是甲的2倍，实际上平衡向正反应方向移动，则丙中c（SO₃）大于甲的2倍；
D．甲中反应达到平衡状态时，△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，根据平衡常数公式计算该温度下的平衡常数．

解答 解：SO₂和O₂反应生成SO₃方程式为2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），
A．该温度下，甲容器10min达到平衡，根据SO₂转化率及方程式知，参加反应的△n（SO₃）=△n（SO₂）=0.40mol×80%=0.32mol，平均速率为v（SO₃）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.32mol}{2L}}{10min}$=0.016mol/（L．min），故A错误；
B．乙中相当于在甲反应达到平衡状态的基础上再加入0.40molSO₂，虽然平衡向正反应方向移动，但加入的n（SO₂）远远大于转化的n（SO₂）增加量，所以SO₂转化率降低，则SO₂的平衡转化率：α₁＜80%，故B正确；
C．丙中反应物浓度是甲的2倍，如果将丙容器容积增大为甲的2倍，则甲、丙为等效平衡，甲、丙中c（SO₃）相等，然后将丙中容积缩小为和甲相同，则相当于增大压强，如果平衡不移动，则丙中c（SO₃）是甲的2倍，实际上平衡向正反应方向移动，则丙中c（SO₃）大于甲的2倍，所以容器中SO₃的物质的量浓度：2c（甲）＜c（丙），故C错误；
D．甲中反应达到平衡状态时，△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，该温度下的平衡常数K=$\frac{（0.16）^{2}}{（0.04）^{2}×0.04}$=400，故D正确；
故选BD．

点评 本题考查化学平衡计算，为高频考点，正确构建等效平衡是解本题关键，难点是BC选项，要利用中间状态构建等效平衡，然后再利用外界条件对平衡的影响分析解答，题目难度中等．