Question

19．對于2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0  反應來說：
（1）若將2mol SO₂氣體和1mol O₂氣體在2L容器中混合并在一定條件下發生反應，經2min建立平衡，此時測得SO₃濃度為0.8mol•L-¹，則從開始至2min用氧氣表示的平均速率v（O₂）=0.2mol•L^-1•min^-1．
（2）在體積不變的條件下，改變下列條件重新達到平衡時，能使平衡常數K增大的有B（填字母）．
A．升高溫度B．降低溫度   C．增大壓強   D．移出生成的SO₃
（3）一定溫度下，若將8mol SO₂氣體和4mol O₂氣體混合置于體積恒定的密閉容器中，能說明該反應已達到平衡狀態的是BC．
A．SO₂的轉化率和O₂的轉化率相等    B．容器內壓強保持不變
C．v（SO₂）_逆=2v（O₂）_正D．容器內密度保持不變
（4）一定溫度下，將8mol SO₂和4mol O₂氣體混合置于體積不變的密閉容器中，經t₁時間達到平衡，測得混合氣體總物質的量為10mol．若此時向容器中充入一定量的氦氣，SO₃（g）的物質的量將不變（填“增大”、“減小”或“不變”）；若使SO₂、O₂、SO₃三種氣體均增加1mol，則平衡向右移動（填“向左移動”、“向右移動”或“不移動”）．

Answer 1

分析 （1）利用三段式計算各組成的濃度變化量、平衡時各組成的濃度，根據v=$\frac{△c}{△t}$計算v（O₂）；
（2）平衡常數只受溫度影響，平衡常數增大應改變溫度使平衡向正反應方向移動，結合溫度對平衡的影響及反應特征判斷；
（3）當反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度不再改變，由此衍生的一些物理量也不變，以此進行判斷；
（4）一定溫度下，將8mol SO₂和4mol O₂氣體混合置于體積不變的密閉容器中，經t₁時間達到平衡，測得混合氣體總物質的量為10mol，則：
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）   物質的量減小△n
2        1        2             1
4mol     2mol     4mol     （8mol+4mol）-10mol=2mol
平衡時，SO₂、O₂、SO₃的物質的量分別為4mol、2mol、4mol，
體積不變的密閉容器中，充入一定量的氦氣，不影響反應混合物各組分的濃度，平衡不移動；
平衡后，使SO₂、O₂、SO₃三種氣體均增加1mol，等效為加入SO₂、O₂、SO₃三種氣體分別為1mol、0.5mol、1mol，增大壓強，在到達平衡的基礎上在加入0.5molO₂，據此判斷．

解答 解：（1）經2min建立平衡，此時測得SO₃濃度為0.8mol•L^-1，則：
            2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
開始（mol/L）：1        0.5     0
變化（mol/L）：0.8      0.4     0.8
平衡（mol/L）：0.2      0.1     0.8
故v（O₂）=$\frac{0.4mol/L}{2min}$=0.2mol•L^-1•min^-1，
故答案為：0.2mol•L^-1•min^-1；
（2）平衡常數只受溫度影響，平衡常數增大應改變溫度使平衡向正反應方向移動，該反應正反應是放熱反應，故應降低溫度，
故答案為：B；
（3）A．二氧化硫與氧氣的起始物質的量之比為2：1，等于化學計量數之比，反應過程中SO₂的轉化率和O₂的轉化率始終相等，不能說明到達平衡，故A錯誤；
 B．恒溫恒容下，隨反應進行，容器內反應混合氣體的物質的量減小壓強降低，當容器內壓強保持不變，說明到達平衡，故B正確；
C．v（SO₂）_逆=2v（O₂）_正 ，則二者速率之比等于化學計量數之比，反應到達平衡，故C正確；
D．混合氣體的總質量不變，容器的容積不變，容器內密度始終保持不變，密度不變不能說明到達平衡，故D錯誤；
故答案為：BC；
（4）一定溫度下，將8mol SO₂和4mol O₂氣體混合置于體積不變的密閉容器中，經t₁時間達到平衡，測得混合氣體總物質的量為10mol，則：
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）   物質的量減小△n
2        1        2             1
4mol     2mol     4mol     （8mol+4mol）-10mol=2mol
平衡時，SO₂、O₂、SO₃的物質的量分別為4mol、2mol、4mol，
體積不變的密閉容器中，充入一定量的氦氣，不影響反應混合物各組分的濃度，平衡不移動，SO₃（g）的物質的量不變；
平衡后，使SO₂、O₂、SO₃三種氣體均增加1mol，等效為加入SO₂、O₂、SO₃三種氣體分別為1mol、0.5mol、1mol，增大壓強，平衡向正反應方向移動，在到達平衡的基礎上在加入0.5molO₂，平衡再向正反應方向移動，平衡向右移動，
故答案為：不變；向右移動．

點評 本題考查化學平衡的有關計算、化學平衡常數與反應速率的計算、化學平衡狀態判斷等，難度中等，（4）中平衡移動判斷構建平衡建立的途徑是關鍵，可以利用平衡常數與濃度商進行判斷，但比較繁瑣．