题目内容

(2008?平顶山模拟)t℃时,将2mol SO2和1mol O2通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中,发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g);△H=-196.6kJ/mol.2min时反应达到化学平衡,此时测得反应物O2 还剩余0.8mol.请填写下列空白:
(1)下列叙述能证明该反应已经达到化学平衡状态的是(填标号,下同)
AB
AB

A.容器内压强不再发生变化          B.SO2的体积分数不再发生变化
C.容器内气体质量不再发生变化      D.容器内气体密度不再发生变化2
(2)从反应开始至达到化学平衡,生成SO3平均反应速率为
0.1mol.L-1.min-1
0.1mol.L-1.min-1
;平衡时混合气体中SO3的物质的量分数为
14.3%
14.3%
.
(3)反应达到化学平衡后,以下操作将引起平衡向正反应方向移动并能提高SO2转化率的是
A D
A D

A.向容器中通入少量O2      B.向容器中通入少量SO2
C.使用催化剂              D.降低温度
E.向容器中通入少量氦气(已知氦气和SO2、O2、SO3都不发生反应)
(4)上述反应达平衡后,若继续向上述容器中通入1.6mol SO2、0.8mol O2、0.4mol SO3,化学平衡将
向右
向右
移动(填“向右”、“向左”或“不”),混合气体的平均相对分子质量将
增大
增大
(填“增大”、“减小”或“不变”);
(5)t℃时,若将物质的量之比n(SO2):n(O2)=1:1的混合气体通入一个恒温恒压的密闭容器中,反应达到化学平衡时,混合气体体积减少了20%,则SO2的转化率为
80%
80%
.
分析:(1)结合反应的特征是反应前后气体体积减小的放热反应,依据化学平衡的标志是正逆反应速率相同,各组分含量保持不变分析选项;
(2)依据化学平衡三段式列式计算;
(3)引起平衡向正反应方向移动并能提高SO2转化率的措施,依据化学平衡特征和平衡移动原理分析判断;
(4)依据加入的物质的量是加入了各物质平衡量,相当于增大容器中的压强,平衡正向进行,依据平衡移动方向分析判断气体平均摩尔质量的变化;
(5)依据反应前后气体体积减少为反应氧气的量分析计算;
解答:解:(1)2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g);△H=-196.6kJ/mol.反应是反应前后气体体积减小的放热反应;
A.反应前后气体体积变化的反应,容器内压强不再发生变化说明反应达到平衡,故A正确;
B.SO2的体积分数不再发生变化,说明反应达到平衡,故B正确;
C.反应是在密闭容器中达到的气态平衡,气体质量守恒,容器内气体质量不再发生变化,不能证明反应达到平衡,故C错误;
D.密闭容器中气体质量守恒,体积不变,变化过程中,气体密度不发生变化,容器内气体密度不再发生变化不能证明反应达到平衡,故D错误;
故答案为:AB;
(2)将2mol SO2和1mol O2通入体积为2L的恒温恒容密闭容器2min时反应达到化学平衡,此时测得反应物O2 还剩余0.8mol
发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g);
起始量(mol) 2         1         0
变化量(mol) 0.4       0.2       0.4
平衡量(mol) 1.6       0.8      0.4
反应开始至达到化学平衡,生成SO3平均反应速率=
0.4mol
2L
2min
=0.1mol/L?min;
平衡时混合气体中SO3的物质的量分数=
0.4mol
1.6mol+0.8mol+0.4mol
×100%=14.3%;
故答案为:0.1mol.L-1.min-1,14.3%;
(3)2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),反应是气体体积减小的放热反应,平衡向正反应方向移动并能提高SO2转化率,
A.向容器中通入少量O2 会提高二氧化硫转化率,平衡正向进行,故A符合;
B.向容器中通入少量SO2,平衡正向进行,但二氧化硫转化率减小,故B不符合;
C.使用催化剂不能使平衡发生移动,转化率不变,故C不符合;
D.反应是放热反应,降低温度平衡正向进行,二氧化硫转化率增大,故D符合;
E.向容器中通入少量氦气(已知氦气和SO2、O2、SO3都不发生反应),恒温恒容容器中加入惰气,总压增大分压不变,平衡不动,故E不符合;
故答案为:A D;
(4)继续向上述容器中通入1.6molSO2、0.8molO2、0.4molSO3,相当于加入了相同的平衡体系,容器中压强增大,平衡正向进行,混合气体的平均相对分子质量=气体的平均摩尔质量=
m
n
,气体质量守恒,平衡正向进行,气体物质的量减小,混合气体的平均相对分子质量增大;
故答案为:向右,增大; 
(5)t℃时,若将物质的量之比n(SO2):n(O2)=1:1的混合气体通入一个恒温恒压的密闭容器中,设二氧化硫和氧气物质的量为1mol,反应达到化学平衡时,混合气体体积减少了20%,则反应的氧气体积为2×20%=40%,则反应的二氧化硫为80%,即转化率为80%;
故答案为:80%;
点评:本题考查了好平衡的基本计算应用,平衡标志判断,平衡影响因素的分析应用,掌握平衡的计算方法,理解平衡移动原理是解题关键,题目难度中等.
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