Question

19．t℃时，将 2molSO₂ 和 1molO₂ 通入体积为 2L 的恒温恒容密闭容器中，发生如下反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），△H=-196.6kJ/mol.2min 时反应达到化学平衡，此时测得反应物O₂ 还剩余 0.8mol，请填写下列空白：
（1）从反应开始到达化学平衡，生成 SO₃的平均反应速率为0.1mol/（L．min）；平衡时，SO₂转化率为20%
（2）下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是ABE
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．容器内气体原子总数不再发生变化    D．相同时间内消耗 2nmolSO₂ 的同时消耗 nmolO₂
E．相同时间内消耗 2nmolSO₂的同时生成 nmolO₂     F．混合气体密度不再变化
（3）以下操作会引起化学反应速率变快的是ACD
A．向容器中通入O₂      B．扩大容器的体积         C．使用正催化剂
D．升高温度            E．向容器中通入氦气．
（4）t₂℃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，反应达到平衡时，混合气体体积减少了 20%．则SO₂的转化率为80%．

Answer 1

分析 （1）t℃时，将 2molSO₂ 和 1molO₂ 通入体积为 2L 的恒温恒容密闭容器中，2min 时反应达到化学平衡，此时测得反应物O₂ 还剩余 0.8mol，则：
           2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始量（mol）：2        1       0
变化量（mol）：0.4      0.2     0.4
平衡量（mol）：1.6      0.8     0.4
根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（SO₃），平衡时SO₂转化率=$\frac{消耗二氧化硫物质的量}{二氧化硫起始物质的量}$×100%；
（2）可逆反应到达平衡时，同种物质的正逆速率相等，各组分的浓度、含量保持不变，由此衍生的其它一些量不变，判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不变化说明到达平衡；
（3）升高温度、使用正催化剂、增大反应物浓度均可以增大反应速率，扩大容器的体积，压强减小，反应速率减慢，恒容条件下通入氦气，反应混合物浓度不变，反应速率不变；
（4）设n（SO₂）=n（O₂）=1mol，转化的二氧化硫为xmol，则：
           2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始量（mol）：1        1       0
变化量（mol）：x       0.5x     x
平衡量（mol）：1-x     1-0.5x   x
再根据混合气体体积减少了 20%列方程计算解答．

解答 解：（1）t℃时，将 2molSO₂ 和 1molO₂ 通入体积为 2L 的恒温恒容密闭容器中，2min 时反应达到化学平衡，此时测得反应物O₂ 还剩余 0.8mol，则：
           2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始量（mol）：2        1       0
变化量（mol）：0.4      0.2     0.4
平衡量（mol）：1.6      0.8     0.4
v（SO₃）=$\frac{\frac{0.4mol}{2L}}{2min}$=0.1mol/（L．min），平衡时SO₂转化率=$\frac{0.4mol}{2mol}$×100%=20%，
故答案为：0.1mol/（L．min）；20%；
（2）A．随反应进行，容器内气体物质的量进行，容器内压强减小，容器内压强不再发生变化说明到达平衡，故A正确；
B．SO₂ 的体积分数不再发生变化说明到达平衡，故B正确
C．容器内气体原子总数始终不变，故C错误；
D．相同时间内消耗 2nmolSO₂ 的同时消耗 nmolO₂，均表示正反应速率，反应始终按该比例关系进行，故D错误；
E．相同时间内消耗 2nmolSO₂的同时生成 nmolO₂，而消耗 2nmolSO₂的同时消耗 nmolO₂，氧气的生成与消耗相等，说明到达平衡，故E正确；
F．混合气体总质量不变，容器容积不变，混合气体密度始终不变，故F错误，
故选：ABE；
（3）A．向容器中通入O₂，氧气浓度增大，反应速率加快，故A正确；
B．扩大容器的体积，压强减小，反应速率减慢，故B错误；
C．使用正催化剂，反应速率加快，故C正确；
D．升高温度，反应速率加快，故D正确；
E．恒容条件下通入氦气，反应混合物浓度不变，反应速率不变，故E错误，
故选：ACD；
（4）设n（SO₂）=n（O₂）=1mol，转化的二氧化硫为xmol，则：
            2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始量（mol）：1        1        0
变化量（mol）：x        0.5x     x
平衡量（mol）：1-x      1-0.5x   x
混合气体体积减少了 20%，则2×20%=2-（1-x+1-0.5x+x），解得x=0.8，平衡时SO₂转化率=$\frac{0.8mol}{1mol}$×100%=80%，
故答案为：80%．

点评 本题考查化学平衡计算、平衡状态判断、反应速率计算与影响因素，难度不大，注意对基础知识的理解掌握．