Question

19．在一定温度下，向一个容积可变的恒压容器中，通入3mol SO₂和2mol O₂及固体催化剂，使之反应：
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ•mol^-1，平衡时容器内气体压强为起始时的90%．保持同一反应温度，在相同容器中，将起始物质的量改为4mol SO₂、3mol O₂、2mol SO₃（g），下列说法正确的是（　　）

• A． 第一次实验平衡时反应放出的热量为294.9kJ
• B． 两次实验平衡时，SO₂的转化率相等
• C． 第二次实验达平衡时SO₃的体积分数大于$\frac{2}{9}$
• D． 达平衡时，O₂表示的反应速率为0.25mol/（L•min）

Answer 1

分析 A．平衡时容器内气体压强为起始时的90%，根据三段式可计算出第一次平衡时参加反应的二氧化硫为1mol，结合热化学方程式计算放出的热量；
B．第二次等效为开始加入6mol SO₂、4mol O₂，为进一步等效在原平衡的基础上增大压强，平衡正向移动；
C．等效为开始加入6mol SO₂、4mol O₂，进一步等效在原平衡的基础上增大压强，平衡正向移动，新平衡时SO₃的体积分数大于第一次平衡；
D．根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（O₂），容积可变的恒压容器中无法计算．

解答 解：A．恒温恒容下，压强之比等于物质的量之比，则平衡时混合气体总物质的量为（3mol+2mol）×90%=4.5mol，则：
              2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△n=1
起始量（mol）：3       2        0
变化量（mol）：1      0.5       1      5-4.5=0.5
平衡量（mol）：2      1.5       1
第一次平衡时参加反应的二氧化硫为1mol，则第一次平衡时反应放出的热量为196.6kJ×$\frac{1mol}{2mol}$=98.3 kJ，故A错误；
B．保持同一反应温度，在相同容器中，将起始物质的量改为4mol SO₂、3mol O₂、2mol SO₃（g），等效为开始加入6mol SO₂、4mol O₂，相对于第一次在一定温度下，向一个容积可变的恒压容器中，通入3mol SO₂和2mol O₂及固体催化剂，为进一步等效在原平衡的基础上增大压强，平衡正向移动，第二次平衡时SO₂的转化率大于第一次，故B错误；
C．第一次平衡时SO₃的体积分数=$\frac{1mol}{4.5mol}$=$\frac{2}{9}$，将起始物质的量改为4mol SO₂、3mol O₂、2mol SO₃（g），等效为开始加入6mol SO₂、4mol O₂，进一步等效在原平衡的基础上增大压强，平衡正向移动，新平衡时SO₃的体积分数大于第一次平衡，即第二次达平衡时SO₃的体积分数大于$\frac{2}{9}$，故C正确；
D．容器容积未知、到达平衡时间未知，不能计算反应速率，故D错误；
故选C．

点评 本题考查化学平衡计算，B选项注意利用等效思想解答，关键是构建平衡建立的途径，题目难度中等．