题目内容

2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)是工业制硫酸的主要反应之一.一定温度下,在甲、乙、丙、丁四个容器体积均为2L的恒容密闭容器中投料,其起始物质的量及含硫反应物的平衡转化率如下表所示:
甲乙丙丁
起始物质的量n(SO2)/mol0.4000.800.02
n(O2)/mol0.2400.480.04
n(SO3)/mol00.4000.40
含硫反应物的平衡转化率%80α1α2α3
下列判断中,正确的是(  )
A、乙中SO3的平衡转化率为α1=20%
B、平衡时,丙中c(SO3)是甲中的2倍
C、平衡时,α3<α1
D、该温度下,平衡常数的值为400
考点:化学平衡的计算
专题:化学平衡专题
分析:A、依据等效平衡分析判断,结合移动原理判断转化率;
B、2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)
甲   0.40     0.24     0
丙    0.80    0.48     0
恒容容器中丙相当于甲平衡状态中增大压强;
C、2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)
甲        0.40     0.24       0
丁        0.02      0.04      0.4
转化量    0.42      0.24       0
丁中和甲相比相当于增加0.02mol二氧化硫,二氧化硫转化率减小;
D、依据甲中数据,结合化学平衡三段式列式计算平衡常数;
解答: 解:A、乙起始量转化为起始量和甲分析比较
        2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)
乙        0       0        0.4mol
起始量    0.4mol   0.2mol     0
上述平衡为等效平衡,二氧化硫转化率和三氧化硫转化率之和为1,甲起始量氧气多0.04mol,二氧化硫转化率为80%,则乙中三氧化硫转化率大于20%,故A错误;
B、2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)
甲   0.40     0.24     0
丙    0.80    0.48     0
恒容容器中丙相当于甲平衡状态中增大压强,平衡正向进行,平衡时,丙中c(SO3)比甲中的2倍大,故B错误;
C、2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)
甲        0.40     0.24       0
丁        0.02      0.04      0.4
转化量    0.42      0.24       0
丁中和甲相比相当于增加0.02mol二氧化硫,二氧化硫转化率减小,α3<α1,故C正确;
D、依据甲中数据,结合化学平衡三段式列式计算平衡常数,二氧化硫转化浓度=0.2×80%=0.16mol/L

                 2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)
起始量(mol/L)    0.2      0.12      0
变化量(mol/L)   0.16      0.08     0.16
平衡量(mol/L)   0.04      0.04     0.16
平衡常数K=
0.162
0.042×0.04
=400,故D正确;
故选CD.
点评:本题考查了化学平衡影响因素和等效平衡的分析判断,反应物转化率、平衡常数计算应用,掌握基础是解题关键,题目难度中等.
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