Question

1．在一定溫度下，向一個容積固定的容器中通入3mol SO₂和2mol O₂及固體催化劑，使之反應：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ•mol^-1，平衡時容器內氣體的壓強為起始時的90%．保持同一反應溫度，在相同容器中，將起始物質的量改為4mol SO₂、3mol O₂、2mol SO₃（g），下列說法正確的是（　　）

• A． 達平衡時用O₂表示的反應速率為0.25 mol•L^-1•min^-1
• B． 第二次達平衡時SO₃的體積分數大于$\frac{2}{9}$
• C． 第一次平衡時反應放出的熱量為294.9 kJ
• D． 兩次平衡SO₂的轉化率相等

Answer 1

分析 A．恒溫恒容下，壓強之比等于物質的量之比，則平衡時混合氣體總物質的量為（3mol+2mol）×90%=4.5mol，則：
            2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△n=1
起始量（mol）：3        2        0
變化量（mol）：1        0.5      1        5-4.5=0.5
平衡量（mol）：2        1.5      1
再根據v=$\frac{△c}{△t}$計算v（O₂）；
B．等效為開始加入6mol SO₂、4mol O₂，進一步等效在原平衡的基礎上增大壓強，平衡正向移動，新平衡時SO₃的體積分數大于第一次平衡；
C．第一次平衡時參加反應的二氧化硫為1mol，結合熱化學方程式計算；
D．等效為開始加入6mol SO₂、4mol O₂，進一步等效在原平衡的基礎上增大壓強，平衡正向移動．

解答 解：A．容器容積未知、到達平衡時間未知，不能計算反應速率，故A錯誤；
B．恒溫恒容下，壓強之比等于物質的量之比，則平衡時混合氣體總物質的量為（3mol+2mol）×90%=4.5mol，則：
           2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△n=1
起始量（mol）：3       2        0
變化量（mol）：1       0.5      1       5-4.5=0.5
平衡量（mol）：2       1.5      1
第一次平衡時SO₃的體積分數=$\frac{1mol}{4.5mol}$=$\frac{2}{9}$，將起始物質的量改為4mol SO₂、3mol O₂、2mol SO₃（g），等效為開始加入6mol SO₂、4mol O₂，進一步等效在原平衡的基礎上增大壓強，平衡正向移動，新平衡時SO₃的體積分數大于第一次平衡，即第二次達平衡時SO₃的體積分數大于$\frac{2}{9}$，故B正確；
C．第一次平衡時參加反應的二氧化硫為1mol，則第一次平衡時反應放出的熱量為196.6kJ×$\frac{1mol}{2mol}$=98.3 kJ，故C錯誤；
D．等效為開始加入6mol SO₂、4mol O₂，進一步等效在原平衡的基礎上增大壓強，平衡正向移動，第二次平衡時SO₂的轉化率大于第一次，故D錯誤，
故選：B．

點評 本題考查化學平衡計算，B選項注意利用等效思想解答，關鍵是構建平衡建立的途徑，難度中等．