Question

【题目】300 ℃时，将2 mol SO2、1 mol O2混合于2 L的恒容密闭容器中，发生反应2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)　ΔH，2 min末达到平衡，测得SO2的转化率为60%。请根据化学反应的有关原理回答下列问题：

（1）能证明反应已经达到平衡状态的是________。

① c(SO2)∶c(O2)∶c(SO3) = 2∶1∶2

②单位时间内生成n mol SO3的同时消耗n mol SO2

③反应速率v(SO3) = 2v(O2)

④温度和体积一定时，容器内压强不再变化

⑤温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化

（2）下图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系:

据图分析；t3时改变的外界条件可能是________；t6时保持体积不变向体系中充入少量He，平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动。SO2含量最高的区间是______(填“t0~t1”、“t2~t3”、“t3~t4”或“t5~t6”)。

（3）300 ℃时，该反应的平衡常数为________，若升高温度该反应的平衡常数减小，则ΔH___0(填“大于”、“小于”或“不确定”)。

（4）如果在相同条件下，上述反应从逆反应方向开始进行，开始时加入SO2 0.6 mol、SO3 1.4 mol，若使平衡时各物质的量浓度与原来平衡相同，则还应加入O2________mol。

Answer 1

【答案】 ④⑤ 加催化剂 不 t5~t6 11.25 小于 0.3

【解析】试题分析：（1）①c(SO2):c(O2):c(SO3)＝2:1:2并不能说明正逆反应速率相等，因此不一定达到平衡状态，①错误；②单位时间内生成nmol SO3的同时消耗nmol SO2，均表示正反应速率，因此不一定达到平衡状态，②错误；③反应速率2v(SO3)＝v(O2)没有表明反应速率方向，因此不一定达到平衡状态，③错误；④正反应是体积减小的，所以温度和体积一定时，容器内压强不再变化可说明反应达到平衡状态，④正确；⑤密度是混合气体的质量和容器容积的比值，反应前后质量不变，温度和压强一定时，容器容积是变化的，因此混合气体的密度不再变化能说明反应达到平衡状态，⑤正确，答案选④⑤；

（2）t3时正逆反应速率均增大，且增大程度相同，平衡不移动。由于正反应是体积减小的，所以改变的外界条件可能是使用了催化剂。t6时保持体积不变向体系中充入少量He气，各物质的浓度不变，平衡不移动。根据图像可知平衡一直向逆反应方向进行，所以SO2%含量最高的区间是t5～t6。

（3） 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)

起始浓度（mol/L） 1 0.5 0

转化浓度（mol/L） 0.6 0.3 0.6

平衡浓度（mol/L） 0.4 0.2 0.6

所以300℃时，该反应的平衡常数为。若升高温度该反应的平衡常数减小，这说明平衡向逆反应方向进行，所以正反应是放热反应，则ΔH小于0。

（4）如果在相同条件下，上述反应从逆反应方向进行，开始时加入SO20.6 mol加入SO31.4 mol，若使平衡时各物质的量浓度与原来平衡相同，则完全转化后应该是2mol二氧化硫和1mol氧气。1.4mol三氧化硫完全转化后生成1.4mol二氧化硫和0.7mol氧气，还应加入O21mol－0.7mol＝0.3mol。