Question

20．一定温度时，向2.0L恒容密闭容器中充入2molSO₂和1molO₂，发生反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）．经过一段时间后达到平衡．反应过程中测定的部分数据见下表：

t/s	0	t1	t2	t3	t4
n（SO3）/mol	0	0.8	1.4	1.8	1.8

下列说法正确的是（　　）

• A． 反应在前t₁s的平均速率v（O₂）=0.4/t₁mol•L^-1•s^-1
• B． 保持其他条件不变，体积压缩到1.0L，平衡常数将增大
• C． 保持温度不变，向该容器中再充入0.3 molSO₂、0.1molO₂和0.2molSO₃，则此时V_正＞V_逆
• D． 相同温度下，起始时向容器中充入4mol SO₃，达到平衡时，SO₃的转化率大于10%

Answer 1

分析 A．先计算三氧化硫反应速率，再根据同一可逆反应中同一段时间内各物质的反应速率之比等于其计量数之比计算v（O₂）；
B．化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变；
C．先计算浓度商，根据浓度商与化学平衡常数相对大小判断反应方向，从而确定正逆反应速率相对大小；
D．相同温度下，起始时向容器中充入4mol SO₃，如果三氧化硫完全转化为二氧化硫和氧气，二氧化硫和氧气的物质的量分别是4mol、2mol，为原来的2倍，增大压强平衡正向移动，则二氧化硫转化率增大．

解答 解：A．根据表格中数据知，当n（SO₃）=1.8mol，该反应达到平衡状态，反应在前t₁s的平均速率v（SO₃）=$\frac{\frac{0.8mol}{2.0L}}{{t}_{1}s}$=0.4/t₁mol•L^-1•s^-1，再根据同一可逆反应中同一段时间内各物质的反应速率之比等于其计量数之比计算v（O₂）=0.2/t₁mol•L^-1•s^-1，故A错误；
B．化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，与压强、物质浓度都无关，故B错误；
C．反应达到平衡状态时，c（SO₃）=$\frac{1.8mol}{2.0L}$=0.9mol/L，c（SO₂）=$\frac{2-1.8}{2.0}$mol/L=0.1mol/L，c（O₂）=$\frac{1-0.9}{2.0}$mol/L=0.05mol/L，化学平衡常数K=$\frac{0.9×0.9}{0.1×0.1×0.05}$=1620，
向该容器中再充入0.3 molSO₂、0.1molO₂和0.2molSO₃，c（SO₃）=（0.9+$\frac{0.2}{2.0}$）mol/L=1mol/L、c（SO₂）=（0.1+$\frac{0.3}{2.0}$）mol/L=0.25mol/L，c（O₂）=（0.05+$\frac{0.1}{2.0}$）mol/L=0.1mol/L，浓度商=$\frac{1×1}{0.25×0.25×0.1}$=160＜1620，则该反应向正反应方向移动，则此时V_正＞V_逆，故C正确；
D．相同温度下，起始时向容器中充入4mol SO₃，如果三氧化硫完全转化为二氧化硫和氧气，二氧化硫和氧气的物质的量分别是4mol、2mol，为原来的2倍，增大压强平衡正向移动，则二氧化硫转化率增大，所以二氧化硫转化率大于90%，相同温度下，起始时向容器中充入4mol SO₃，达到平衡时，SO₃的转化率小于10%，故D错误；
故选C．

点评 本题考查化学平衡有关计算，为高频考点，涉及等效平衡、化学平衡常数与浓度商之间关系等知识点，侧重考查学生分析计算能力，难点是D选项．