题目内容
【题目】将4molSO2和2molO2的混合气体置于体积可变的恒压容器中，在一定条件下发生如下反应2SO2(g)+ O2(g)
2SO3(g) ΔH<0，该反应达平衡时,测得气体总物质的量为4.2mol，试回答：
（1）在该平衡时，n(SO3)=_____mol
（2）若起始时加入1.2molSO2、0.6molO2和xmolSO3，达到平衡时各气体体积分数与上述平衡状态相同，则x的取值范围是________
（3）若反应开始时v(逆)> v(正),达到上述平衡状态时,气体的总物质的量仍为4.2mol，则起始时n(SO3)的取值范围是______
（4）若反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图所示。则反应进行至20min时，曲线发生变化的原因是______________________（用文字表达）。10 min到15 min的曲线变化的原因可能是_________(填写编号)。
A．加了催化剂 | B．缩小容器体积 |
C．降低温度 | D．增加SO3的物质的量 |
【答案】3.6 大于或等于0即 x≥0 3.6<n(SO3)≤4 增加了O2的量 AB
【解析】
（1）依据化学平衡三段式列式计算，设生成三氧化硫物质的量为2x，根据平衡时混合气体总物质的量为4.2mol列式计算得到三氧化硫物质的量；
（2）等压容器中，若起始时a=1.2mol，b=0.6mol，a：b=2：1，等于起始时加入的2mol SO2和1mol O2的量的比值，二者建立的平衡一定为等效平衡；
（3）可采用极限的方法进行思考，假设反应完全从逆向开始，若SO2和O2的量均为0，则c值最大，利用一边倒，计算数值即可；
（4）在读取图中数据是应注意纵坐标表示物质的量、图中的突变点的含义等，据此解题；
（1）设反应达到平衡时生成三氧化硫物质的量为2x，
2SO2（g）+O2（g）
2SO3（g），△H<0
起始（mol） 4 2 0
变化（mol） 2x x 2x
平衡（mol） 4-2x 2-x 2x
根据该反应达平衡时,测得气体总物质的量为4.2mol得到（4-2x）+（2-x）+2x=4.2；解得x=1.8mol 则n（SO3）=3.6 mol；
（2）等压容器中，若起始时1.2mol SO2、0.6mol O2和x mol SO3，二氧化硫和氧气的物质的量之比是2：1，等于起始时加入的：4mol SO2和2mol O2的量的比值，反应2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）△H<0产物只有三氧化硫，无论三氧化硫的量为多少，利用一边倒的方法，转化为二氧化硫和氧气的量之比均为2：1，二者建立的平衡一定为等效平衡，故达到平衡后各气体的体积分数与平衡状态A相同，因此答案为：大于或等于0即x≥0；
（3）若要使反应开始时向逆反应方向进行，且达到平衡后各气体的物质的量与平衡状态A相同，三氧化硫最小值为（1）中平衡时三氧化硫的物质的量，即大于3.6mol，c值最大时，SO2和O2的量均为0，利用一边倒，完全转化为SO2和O2的量分别为4mol和2mol，C应为4mol，故3.6<c≤4，故答案为：3.6<c≤4．
（4）由图可知，反应进行至20min时，改变体积，平衡向正反应移动，瞬间只有氧气的浓度增大；
由图可知，反应向正反应进行，10min到15min反应混合物单位时间内的变化量增大，说明反应速率增大，10min改变瞬间，各物质的物质的量不变．
A.加了催化剂，增大反应速率，故A正确；
B缩小容器体积，增大压强，增大反应速率，故B正确；
C.降低温度反应速率降低，故C错误；
D.10min改变瞬间,各物质的物质的量不变,不是增加SO3的物质的量，故D错误；
综上所述，本题应选AB.
