Question

t℃时，将2molSO₂和1molO₂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）从反应开始到达化学平衡，生成SO₃的平均反应速率为

 

；平衡时SO₂转化率为

 

．
（2）下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是（填标号，下同）

 

．
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．容器内气体原子总数不再发生变化            
D．相同时间内消耗2nmolSO₂的同时消耗nmolO₂
E．相同时间内消耗2nmolSO₂的同时生成nmolO2F．混合气体密度不再变化
（3）反应达到化学平衡后，以下操作将引起平衡向正反方向移动并能提高SO₂转化率的是

 

．
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）t₂℃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，反应达到平衡时，混合气体体积减少了20%．SO₂的转化率为

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡的影响因素

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据平均反应速率v=

△c

△t

计算出反应速率；根据平衡时SO₂转化率=

转化量

起始量

×100%计算；
（2）化学平衡状态的标志：正反应速率等于逆反应速率，平衡混合物中各组成成分的含量不变来判断；
（3）根据化学平衡的影响因素来回答；
（4）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）还剩余0.8 mo1氧气可知：反应消耗0.4mol SO₂和0.2mol O₂，生成0.4mol SO₃，
三氧化硫的反应速率为v（SO₃）=

△c

△t

=

0.4mol 2L

2min

=0.1mol?L^-1?min^-1，
SO₂转化率=

转化量

起始量

×100%=

0.4mol

2mol

×100%=20%，
故答案为：0.1mol?L^-1?min^-1；20%；
（2）A．容器内压强不再发生变化，该反应两边气体体积不相等，反应过程中压强是变量，压强不变，该反应达到了平衡状态，故A正确；
B．SO₂的体积分数不再发生变化，表明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故B正确；
C．容器内气体原子总数不再发生变化，根据原子守恒，原子总数始终不变，所以原子总数不能作为判断平衡状态的依据，故C错误；
D．相同时间内消耗2nmolSO₂的同时消耗nmolO₂，都是指的是正反应方向，因此不能作为判断平衡状态的依据，故D错误；
E．相同时间内消耗2nmolSO₂的同时生成nmolO₂，相同时间内消耗2n mol SO₂等效于消耗n mol O₂，同时生成n mol O₂，正反应速率等于逆反应速率，故E正确；
F．容器内气体密度不再发生变化，容器容积不变，气体的总质量不变，所以气体的密度始终不变，因此密度不能作为判断平衡状态的依据，故F错误；
故答案：ABE；
（3）A．向容器中通入少量O₂，即增大氧气的浓度，能使平衡正向移动并能提高SO₂转化率，故A正确；
B．向容器中通入少量SO₂，即增大二氧化硫的浓度，能使平衡正向移动但是能降低了SO₂转化率，故B错误；
C．使用催化剂，不会影响化学平衡的移动，也不会改变二氧化硫的转化率，故C错误；
D．降低温度，化学平衡正向移动，并能提高SO₂转化率，故D正确；
E．向容器中通入少量氦气，当恒容时，各组分的浓度不变，则平衡不移动，故E错误．
故选AD；
（4）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：本题考查学生化学平衡的判断和化学平衡的移动以及热化学知识，题目难度较大，要求学生掌握判断平衡状态的方法，试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识解决实际问题的能力．