Question

9．工业上制备硫酸的过程中存在反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）  （正向放热）400℃，1.01×10⁵Pa，向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量 SO₂和O₂，n（SO₃）和n（O₂）随时间的变化曲线如图所示．
（1）0～20min反应的平均速率υ（O₂）=0.02mol/（L．min）．
（2）下列叙述正确的是ac．
a．A点υ正（SO₂）＞υ逆（SO₂）
b．B点处于平衡状态
c．C点和D点n（SO₂）相同
d．其它条件不变，500℃时反应达平衡，n（SO₃）比图中D点的值大
（3）反应达到平衡时，再充入¹⁸O₂，反应一段时间后¹⁸O存在于二氧化硫、三氧化硫、氧气中．

Answer 1

分析 （1）先计算三氧化硫的反应速率，再根据同一可逆反应、同一时间段内各物质的反应速率之比等于其计量数之比计算υ（O₂）；
（2）a．A点平衡向正反应方向移动，正反应速率大于逆反应速率；
b．B点不是平衡状态；
c．C点和D点处于平衡状态；
d．其它条件不变，升高温度平衡向逆反应方向移动，则n（SO₃）比图中D点的值小；
（3）反应2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g） 是可逆反应，达到平衡时，正逆反应仍然在进行，此时正逆反应速率相等，据此判断；

解答 解：（1）υ（SO₃）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{1.6mol}{2L}}{20min}$=0.04mol/（L．min），同一可逆反应中同一时间段内，各物质的反应速率之比等于其计量数之比，所以υ（O₂）=$\frac{1}{2}$υ（SO₃）=0.02mol/（L．min），
故答案为：0.02mol/（L．min）；
（2）a．A点平衡向正反应方向移动，说明正反应速率大于逆反应速率，即A点υ_正（SO₂）＞υ_逆（SO₂），故正确；
b．B点还能继续向正反应方向移动，说明B点不是平衡状态，故错误；
c．C点和D点各物质的物质的量不变，说明C和D点处于平衡状态，故正确；
d．其它条件不变，升高温度平衡向逆反应方向移动，则平衡时n（SO₃）减小，所以n（SO₃）比图中D点的值小，故错误；
故选ac；
（3）反应2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g） 是可逆反应，达到平衡时，正逆反应仍然在进行，此时正逆反应速率相等，所以再充入¹⁸O₂，反应一段时间后¹⁸O存在于二氧化硫、三氧化硫、氧气，
故答案为：二氧化硫、三氧化硫、氧气．

点评 本题考查了化学平衡的有关知识，涉及化学平衡状态的判断、反应速率的计算等知识点，注意根据平衡状态的特征答题，难度中等．