Question

14．在一密閉容器中進行反應：2SO₂（g）+O₂（g）$?_{△}^{催化劑}$2SO₃（g），已知反應過程中某一時刻SO₂、O₂和SO₃的濃度分別為0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L．當反應達平衡時，可能存在的數據是（　　）

• A． SO₂為0.4 mol/L
• B． SO₂為0.3 mol/L、SO₃為0.3 mol/L
• C． SO₂為0.25 mol/L
• D． O₂為0.05 mol/L、SO₃為0.1 mol/L

Answer 1

分析 化學平衡研究的對象為可逆反應．化學平衡的建立，既可以從正反應開始，也可以從逆反應開始，或者從正逆反應開始，不論從哪個方向開始，物質都不能完全反應，利用極限法假設完全反應，計算出相應物質的濃度變化量，實際變化量小于極限值，據此判斷分析．

解答 解：該題2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）是一個可逆反應．假設SO₂（g）和O₂（g）全部轉化為SO₃（g）． 
      2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g） 
初始    0.2mol?L^-1 0.1mol?L^-1 0.2mol?L^-1
變化    0.2mol?L^-1 0.1mol?L^-1 0.2mol?L^-1
終了     0             0          0.4mol?L^-1
 
假設SO₃（g）全部轉化為SO₂（g）和O₂（g）
         2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g） 
初始    0.2mol?L^-1 0.1mol?L^-1 0.2mol?L^-1
變化    0.2mol?L^-1 0.1mol?L^-1 0.2mol?L^-1
終了    0.4mol?L^-1 0.2mol?L^-1                  0
該反應是一個可逆反應，無論向正反應方向進行還是向逆反應方向進行，實際不可能100%轉化．
綜上情況可知：0＜n（SO₂）＜0.4mol?L^-1 ；0＜n（O₂）＜0.2mol?L^-1 ；0＜n（SO₃）＜0.4mol?L^-1 ．
A．SO₂為0.4mol?L^-1 不在范圍內，不符合條件，故A不選；
B．反應物、生產物的濃度不可能同時增大，一個濃度增大，另一個濃度一定減小，故B不選；
C．SO₂為0.25mol?L^-1在范圍內，符合條件，故C選；
D．反應物、生產物的濃度不可能同時減小，一個濃度減小，另一個濃度一定增大，故D不選；
故選C．

點評 理解什么是可逆反應，其特點反應物不能完全轉化為生成物，生成物也不能完全轉化為反應物，是解題的關鍵．