Question

2．t℃時，將2molSO₂和1molO₂通入體積為2L的恒溫恒容密閉容器中，發生如下反應：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），120s時反應達到化學平衡，此時測得反應物O₂還剩余0.2mol，請填寫下列空白：
（1）從反應開始到達化學平衡，生成SO₃的平均反應速率為0.4mol/L•min；平衡時SO₂轉化率為80%．
（2）工業生產中，往往采用過量的氧氣，從平衡角度分析采用過量O₂的目的是提高二氧化硫的轉化率；
（3）下列敘述能證明該反應已達到化學平衡狀態的是（填標號，下同）ABE．
A．容器內壓強不再發生變化
B．SO₂的體積分數不再發生變化
C．容器內氣體原子總數不再發生變化
D．相同時間內消耗2nmolSO₂的同時消耗nmolO2
E．相同時間內消耗2nmolSO₂的同時生成nmolO2
（4）反應達到化學平衡后，以下操作將引起平衡向正反方向移動并能提高SO₂轉化率的是AD．
A．向容器中通入少量O₂
B．向容器中通入少量SO₂
C．使用催化劑
D．降低溫度
E．向容器中通入少量氦氣（已知：氦氣和SO₂、O₂、SO₃都不發生反應）
（5）已知：K（300℃）＞K（350℃），該反應是放熱反應．若反應溫度升高，SO₂的轉化率減小 （填“增大”、“減小”或“不變”）．
（6）某溫度下，SO₂的平衡轉化率（α）與體系總壓強（P）的關系如圖所示．平衡狀態由A變到B時，平衡常數K（A）=K（B）（填“＞”、“＜”或“=”，下同）．

Answer 1

分析 （1）達到平衡時，反應物O₂還剩余0.2mol，則參加反應的氧氣的物質的量=（1-0.2）mol=0.8mol，根據方程式知，參加反應的二氧化硫物質的量為0.8mol×2=1.6mol，生成三氧化硫物質的量為0.8mol×2=1.6mol，再根據v=$\frac{△c}{△t}$計算v（SO₃），轉化率=$\frac{物質的量變化量}{起始物質的量}$×100%；
（2）采用過量的氧氣，有利于平衡正向移動，提高二氧化硫轉化率；
（3）可逆反應到達平衡時，同種物質的正逆速率相等且保持不變，各組分的濃度、含量保持不變，由此衍生的其它一些量不變，判斷平衡的物理量應隨反應進行發生變化，該物理量由變化到不再變化說明到達平衡；
（4）A．增大某一反應物濃度，平衡正向移動，其它反應物轉化率增大；
B．向容器中通入少量SO₂，二氧化硫轉化率降低；
C．使用催化劑不影響平衡移動；
D．降低溫度，平衡向放熱反應方向移動；
E．向容器中通入少量氦氣，恒容條件下，反應各組分濃度不變，平衡不移動；
（5）已知：K（300℃）＞K（350℃），說明降低溫度平衡正向移動，正反應為放熱反應，若反應溫度升高，平衡逆向移動；
（6）平衡常數只受溫度影響，溫度不變，平衡常數不變．

解答 解：（1）達到平衡時，反應物O₂還剩余0.2mol，則參加反應的氧氣的物質的量=（1-0.2）mol=0.8mol，根據方程式知，參加反應的二氧化硫物質的量為0.8mol×2=1.6mol，生成三氧化硫物質的量為0.8mol×2=1.6mol，則v（SO₃）=$\frac{\frac{1.6mol}{2L}}{2min}$=0.4mol/（L．min），二氧化硫轉化率=$\frac{1.6mol}{2mol}$×100%=80%，
故答案為：0.4；80%；
（2）采用過量的氧氣，有利于平衡正向移動，提高二氧化硫轉化率，
故答案為：提高二氧化硫的轉化率；
（3））A．該反應前后氣體物質的量減小，當容器內壓強不再發生變化，說明氣體物質的量不變，反應達到平衡狀態，故正確；
B．SO₂的體積分數不再發生變化，正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態，故正確；
C．無論反應是否達到平衡狀態，容器內氣體原子總數都不發生變化，故錯誤；
D．無論反應是否達到平衡狀態，都存在相同時間內消耗2n molSO₂的同時消耗n molO₂，所以不能據此判斷平衡狀態，故錯誤；
E．相同時間內消耗2n molSO₂的同時生成n molO₂，生成n molO₂同時生成2mol二氧化硫，二氧化硫的正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態，故正確；
故選：ABE；
（4）A．向容器中通入少量O₂，平衡正向移動，二氧化硫轉化率增大，故A正確；
B．向容器中通入少量SO₂，二氧化硫轉化率降低，故B錯誤；
C．使用催化劑加快反應速率，不影響平衡移動，二氧化硫轉化率不變，故C錯誤；
D．正反應為放熱反應，降低溫度，平衡正向移動，二氧化硫轉化率增大，故D正確；
E．向容器中通入少量氦氣，恒容條件下，反應各組分濃度不變，平衡不移動，二氧化硫轉化率不變，故E錯誤，
故選：AD；
（5）已知：K（300℃）＞K（350℃），說明降低溫度平衡正向移動，正反應為放熱反應，若反應溫度升高，平衡逆向移動，二氧化硫轉化率減小，
故答案為：放；減小；
（6）平衡常數只受溫度影響，溫度不變，平衡常數不變，A、B溫度相同，則平衡常數K（A）=K（B），
故答案為：=．

點評 本題考查化學平衡有關計算與影響因素、化學平衡狀態判斷等，判斷平衡的物理量應隨反應進行發生變化，該物理量由變化到不再變化說明到達平衡．