Question

17．在673K、容積為2L的容器中發生下述反應，2SO₂+O₂?2SO₃，開始時充入8molSO₂和4molO₂．測得各物質的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示：
（1）反應到平衡時SO₂的轉化率為75%．
（2）下列敘述能說明上述反應達到平衡狀態的是CDE．（填字母）
A．混合氣體中SO₂與O₂的物質的量之比為2：1且保持不變
B．混合氣體的總質量不隨時間的變化而變化
C．混合氣體的總物質的量不隨時間的變化而變化
D．單位時間內每消耗2mol SO₂，同時生成1mol O₂
E．混合氣體的壓強不隨時間的變化而變化
F．混合氣體的密度不隨時間的變化而變化．

Answer 1

分析 在673K、容積為2L的容器中發生下述反應，2SO₂+O₂?2SO₃，開始時充入8molSO₂和4molO₂，達到平衡狀態，結合圖象分析可知三氧化硫物質的量為6mol，二氧化硫物質的量為2mol，氧氣物質的量為1mol，結合化學平衡三段式列式；
              2SO₂+O₂?2SO₃
起始量（mol/L） 4    2    0
變化量（mol/L） 3   1.5    3
平衡量（mol/L） 1    0.5   3 
（1）平衡時SO₂的轉化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%；
（2）當反應達到平衡狀態時，正、逆反應速率相等（同種物質），各物質的濃度、含量不再改變，以及由此衍生的一些物理量也不變，以此進行判斷．

解答 解：開始時充入8molSO₂和4molO₂，達到平衡狀態，結合圖象分析可知三氧化硫物質的量為6mol，二氧化硫物質的量為2mol，氧氣物質的量為1mol，
               2SO₂+O₂?2SO₃
起始量（mol/L） 4    2    0
變化量（mol/L） 3   1.5    3
平衡量（mol/L） 1    0.5   3 
（1）平衡時SO₂的轉化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%=$\frac{3mol/L}{4mol/L}$×100%=75%，故答案為：75%；     
（2）2SO₂+O₂?2SO₃，反應是氣體體積減小的反應，
A．物質的量和起始量有關，混合氣體中SO₂與O₂的物質的量之比為2：1且保持不變，不能說明正逆反應速率相同，不能證明反應達到平衡狀態，故A錯誤；
B．密閉容器中氣體質量始終不變，混合氣體的總質量不隨時間的變化而變化，不能說明反應達到平衡狀態，故B錯誤；
C．反應前后氣體物質的量進行，當混合氣體的總物質的量不隨時間的變化而變化，說明反應達到平衡狀態，故C正確；
D．單位時間內每消耗2mol SO₂，同時生成1mol O₂，說明正逆反應速率相同，反應達到平衡狀態，故D正確；
E．反應前后氣體物質的量進行，壓強之比等于氣體物質的量之比，混合氣體的壓強不隨時間的變化而變化，說明反應達到平衡狀態，故E正確；
F．混合氣體質量不變，體積不變，密度始終不變，混合氣體的密度不隨時間的變化而變化，不能說明反應達到平衡狀態，故F錯誤；
故答案為：CDE．

點評 本題考查了化學平衡的分析判斷和計算應用，平衡標志的理解應用，掌握反應特征和分析方法是解題關鍵，題目難度中等．