题目内容

【题目】3个初始温度均为T℃的密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) (正反应放热)。下列说法正确的是( )

容器编号

容器类型

初始体积

起始物质的量/mol

平衡时SO3物质的量/mol

SO2

O2

SO3

I

恒温恒容

1.0 L

2

1

0

1.6

II

绝热恒容

1.0 L

2

1

0

a

III

恒温恒压

0.5 L

0

0

1

b

A.a1.6

B.b0.8

C.平衡时v(SO2)v(I)<v(II)

D.若起始时向容器I中充入1.0 mol SO2(g)0.20 mol O2(g)4.0 mol SO3(g),则反应将向正反应方向进行

【答案】BC

【解析】

AIII初始投入量相同,II为绝热恒容容器,该反应为放热反应,故II随着反应的进行,容器内气体温度升高,平衡时相当于对I容器升高温度,升高温度化学平衡向吸热的逆反应方向移动,则平衡时SO3的物质的量比I小,即a1.6A错误;

B.对于I中反应,开始时n(SO2)=2 moln(O2)=1 mol,平衡时n(SO3)=1.6 mol,若容器III反应是在恒温恒容下进行,其等效开始状态是n(SO2)=1 moln(O2)=0 mol,物质的量是I的一半,容器的容积也是I的一半,则二者为等效开始状态,平衡时各种物质的含量相同,则平衡时SO3的物质的量是0.8 mol,但由于该反应的正反应是气体体积减小的反应,反应III是在恒温恒压下进行,反应从逆反应方向开始,反应发生使气体的压强增大,为维持压强不变,相当于在I平衡的基础上扩大容器的容积而导致减小压强,减小压强化学平衡逆向移动,因此反应III中达到平衡时SO3的物质的量比0.8 mol要少,即b0.8 molB正确;

CII为绝热容器,随着反应的进行容器内气体的温度升高,温度升高反应速率加快,则平衡时的正反应速率:平衡时v(SO2)v(I)v(II)C正确;

D.对于反应I,由于容器的容积是1 L,则开始时c(SO2)=2 mol÷1 L=2 mol/Lc(O2)=1 mol÷1 L=1 mol/L,平衡时c(SO3)=1.6 mol÷1 L=1.6 mol/L,根据物质反应转化关系可知平衡时,c(SO2)=2 mol/L-1.6 mol/L=0.4 mol/Lc(O2)=1 mol/L-×1.6 mol/L=0.2 mol/L,该反应的化学平衡常数K==80,若开始时向I中加入1.0 mol SO2(g)0.20 mol O2(g)4.0 mol SO3(g),由于容器的容积是1 L,则c(SO2)=1.0 mol/Lc(O2)=0.20 mol/Lc(SO3)= 4.0 mol/L,则Qc==80=K,因此反应恰好处于平衡状态,既不向正反应方向移动,也不向逆反应方向移动,D错误;

故合理选项是BC

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