题目内容
(1)已知:2SO3(g)2SO2(g)+O2(g),在起始时体积相同的容器A和B中同时分别充入2 mol SO3(两容器装有催化剂)。在反应过程中,A保持温度和容积不变;B保持温度和压强不变。回答下列问题:
①反应达平衡所需时间:A________B(填“>”、“=”或“<”,下同);达平衡时SO3的转化率:A________B。
②若平衡后,向A、B中分别充入稀有气体,________(填“A”或“B”)容器中的平衡将向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
(2)一定条件下,有反应:X(g)+2Y(g)2Z(g) ΔH=Q kJ/mol,该反应的平衡常数表达式为________。
①在体积为2 L的密闭容器C中,充入1 mol X和2 mol Y进行反应,2 min后反应达到平衡,此时平衡混合物中X为0.8 mol,则以Y浓度变化表示的反应速率为________mol/(L·min),X的转化率为________。
②在恒温恒压条件下,向密闭容器D中充入0.5 mol X和1 mol Y,达到平衡后Z的物质的量分数为a,如果再向容器中充入0.5 mol Z,重新平衡后Z的物质的量分数为b,则a________b(填“>”、“<”或“=”)。
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③如图所示曲线Ⅰ、Ⅱ是该反应在只有一个反应条件不同时Z的体积分数与时间的关系图,下列有关曲线Ⅰ、Ⅱ的叙述,正确的是________(填字母)。
A.Ⅰ没有用催化剂,Ⅱ用了催化剂
B.Ⅱ的反应温度比Ⅰ高且Q<0
C.Ⅱ的压强比Ⅰ大
解析 (1)①2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)是气体体积增大的反应,随着反应进行,A容器压强增大,而B容器的压强恒定,因此B容器中反应达到平衡所用的时间长,B容器内SO3的转化率高。②A容器中充入稀有气体,压强增大,但反应体系中的反应物、生成物的浓度不变,故平衡不移动;B容器中充入稀有气体,因压强恒定,故体积增大,反应物和生成物的浓度降低,平衡向气体体积增大的方向(正反应方向)移动。
(2)X(g)+2Y(g)2Z(g)反应中反应物、生成物均为气体,其平衡常数为K=
。①v(Y)=2v(X)=2×
=0.1 mol/(L·min);X的转化率为
×100%=20%。②因为条件是恒温恒压,所以向容器中通入0.5 mol X、1 mol Y与向容器中通入任何物质的量的Z是等效的,故a=b。③使用催化剂只能改变化学反应速率,不能改变平衡时各物质的量,A项错误;温度高,反应先达到平衡,若Q<0,则温度升高时Z的体积分数减小,B项正确;压强大,反应先达到平衡,但Z在压强高的条件下,体积分数大,C项错误。
答案 (1)①< < ②B 正反应
(2)K=
①0.1 20% ②= ③B