Question

14．在一密闭容器中进行反应：2SO₂（g）+O₂（g）$?_{△}^{催化剂}$2SO₃（g），已知反应过程中某一时刻SO₂、O₂和SO₃的浓度分别为0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L．当反应达平衡时，可能存在的数据是（　　）

• A． SO₂为0.4 mol/L
• B． SO₂为0.3 mol/L、SO₃为0.3 mol/L
• C． SO₂为0.25 mol/L
• D． O₂为0.05 mol/L、SO₃为0.1 mol/L

Answer 1

分析 化学平衡研究的对象为可逆反应．化学平衡的建立，既可以从正反应开始，也可以从逆反应开始，或者从正逆反应开始，不论从哪个方向开始，物质都不能完全反应，利用极限法假设完全反应，计算出相应物质的浓度变化量，实际变化量小于极限值，据此判断分析．

解答 解：该题2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）是一个可逆反应．假设SO₂（g）和O₂（g）全部转化为SO₃（g）． 
      2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g） 
初始    0.2mol?L^-1 0.1mol?L^-1 0.2mol?L^-1
变化    0.2mol?L^-1 0.1mol?L^-1 0.2mol?L^-1
终了     0             0          0.4mol?L^-1
 
假设SO₃（g）全部转化为SO₂（g）和O₂（g）
         2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g） 
初始    0.2mol?L^-1 0.1mol?L^-1 0.2mol?L^-1
变化    0.2mol?L^-1 0.1mol?L^-1 0.2mol?L^-1
终了    0.4mol?L^-1 0.2mol?L^-1                  0
该反应是一个可逆反应，无论向正反应方向进行还是向逆反应方向进行，实际不可能100%转化．
综上情况可知：0＜n（SO₂）＜0.4mol?L^-1 ；0＜n（O₂）＜0.2mol?L^-1 ；0＜n（SO₃）＜0.4mol?L^-1 ．
A．SO₂为0.4mol?L^-1 不在范围内，不符合条件，故A不选；
B．反应物、生产物的浓度不可能同时增大，一个浓度增大，另一个浓度一定减小，故B不选；
C．SO₂为0.25mol?L^-1在范围内，符合条件，故C选；
D．反应物、生产物的浓度不可能同时减小，一个浓度减小，另一个浓度一定增大，故D不选；
故选C．

点评 理解什么是可逆反应，其特点反应物不能完全转化为生成物，生成物也不能完全转化为反应物，是解题的关键．