Question

7．向恒温、恒容（2L）的密闭容器中充入2mol SO₂和一定量的O₂，发生反应：2SO₂（g）+O₂（g）$\stackrel{一定条件}{?}$2SO₃（g）；△H=-197.74kJ•mol^-1，4min后达到平衡，这时c（SO₂）=0.2mol．•L^-1，且SO₂和O₂的转化率相等．下列说法中正确的是（　　）

• A． 2min时，c（SO₂）=0.6mol•L^-1
• B． 再向容器中充入1mol SO₃，达到新平衡，n（SO₂）：n（SO₃）=2：1
• C． 用O₂表示4min内的反应速率为0.1mol•（L•min）^-1
• D． 4min后，若升高温度，平衡向逆方向移动，平衡常数K增大

Answer 1

分析 向恒温、恒容（2L）的密闭容器中充入2mol SO₂和一定量的O₂，4min后达到平衡，这时c（SO₂）=0.2mol•L^-1，平衡时SO₂为2L×0.2mol•L^-1=0.4mol，且SO₂和O₂的转化率相等，由于二者按物质的量2：1反应，故氧气起始物质的量为1mol，
           2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始量（mol）：2        1       0
转化率（mol）：1.6      0.8     1.6
平衡量（mol）：0.4      0.2     1.6
A.4min后达到平衡，前2min速率等于后2min速率，故前2min内△c（SO₂）＞$\frac{1}{2}$×（$\frac{2mol}{2L}$-0.2mol•L^-1）=0.4mol/L；
B．原平衡时二氧化硫转化率为$\frac{1.6mol}{2mol}$=80%，再向容器中充入1mol SO₃，等效为开始充入3mol SO₂和一定量的1.5molO₂，进一步等效为在原平衡的基础上增大压强，平衡正向移动，二氧化硫的转化率增大；
C．根据c=$\frac{△c}{△t}$计算；
D．正反应为放热反应，若升高温度，平衡向逆方向移动，平衡常数K减小．

解答 向恒温、恒容（2L）的密闭容器中充入2mol SO₂和一定量的O₂，4min后达到平衡，这时c（SO₂）=0.2mol•L^-1，平衡时SO₂为2L×0.2mol•L^-1=0.4mol，且SO₂和O₂的转化率相等，由于二者按物质的量2：1反应，故氧气起始物质的量为1mol，
           2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始量（mol）：2       1         0
转化率（mol）：1.6     0.8       1.6
平衡量（mol）：0.4     0.2       1.6
A.4min后达到平衡，前2min速率等于后2min速率，故前2min内△c（SO₂）＞$\frac{1}{2}$×（$\frac{2mol}{2L}$-0.2mol•L^-1）=0.4mol/L，故2min时，c（SO₂）＜（$\frac{2mol}{2L}$-0.4mol/L）=0.6mol•L^-1，故A错误；
B．原平衡时二氧化硫转化率为$\frac{1.6mol}{2mol}$=80%，再向容器中充入1mol SO₃，等效为开始充入3mol SO₂和一定量的1.5molO₂，进一步等效为在原平衡的基础上增大压强，平衡正向移动，二氧化硫的转化率增大，故新平衡时n（SO₂）：n（SO₃）＜20%：80%=1：4，故B错误；
C．用O₂表示4min内的反应速率为$\frac{\frac{0.8mol}{2L}}{4min}$=0.1mol•（L•min）^-1，故C正确；
D．正反应为放热反应，若升高温度，平衡向逆方向移动，平衡常数K减小，故D错误．
故选C．

点评 本题考查化学平衡计算，B选项为易错点、难点，注意利用等效思想解答，学生容易考虑利用平衡常数计算，难度中等．