Question

14．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0.1mol/（L•min）；平衡时SO₂转化率为20%．
（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）ABE．
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2n molSO₂的同时消耗n molO₂
E．相同时间内消耗2n molSO₂的同时生成n molO₂．

Answer 1

分析 （1）达到平衡时，反应物O₂还剩余0.8mol，则参加反应的氧气的物质的量=（1-0.8）mol=0.2mol，根据方程式知，参加反应的二氧化硫物质的量为0.2mol×2=0.4mol，生成三氧化硫物质的量为0.2mol×2=0.4mol，则生成三氧化硫的平均反应速率=$\frac{\frac{△n（S{O}_{3}）}{V}}{△t}$，二氧化硫转化率=$\frac{参加反应的二氧化硫物质的量}{二氧化硫总物质的量}×100%$；
（2）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变，据此判断平衡状态．

解答 解：（1）达到平衡时，反应物O₂还剩余0.8mol，则参加反应的氧气的物质的量=（1-0.8）mol=0.2mol，根据方程式知，参加反应的二氧化硫物质的量为0.2mol×2=0.4mol，生成三氧化硫物质的量为0.2mol×2=0.4mol，则生成三氧化硫的平均反应速率=$\frac{\frac{△n（S{O}_{3}）}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.4mol}{2L}}{2min}$=0.1 mol/（L•min），二氧化硫转化率=$\frac{参加反应的二氧化硫物质的量}{二氧化硫总物质的量}×100%$=$\frac{0.4mol}{2mol}×100%$=20%，
故答案为：0.1 mol/（L•min）；20%；
（2）A．该反应前后气体物质的量减小，当容器内压强不再发生变化，说明气体物质的量不变，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，所以能判断平衡状态，故正确；
B．SO₂的体积分数不再发生变化，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，所以能判断平衡状态，故正确；
C．无论反应是否达到平衡状态，容器内气体原子总数都不发生变化，所以不能根据原子总数判断平衡状态，故错误；
D．无论反应是否达到平衡状态，都存在相同时间内消耗2n molSO₂的同时消耗n molO₂，所以不能据此判断平衡状态，故错误；
E．相同时间内消耗2n molSO₂的同时生成n molO₂，同时生成2mol二氧化硫，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，所以能判断平衡状态，故正确；
故选ABE．

点评 本题考查化学平衡有关计算及化学平衡状态判断，为高频考点，利用三段式法进行有关计算，注意：只有反应前后改变的物理量才能作为平衡状态判断依据，为易错点．