Question

6．相同溫度下，容積均恒為2L的甲、乙、丙3個密閉容器中發生反應：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
△H=-197kJ•mol^-l．實驗測得起始、平衡時的有關數據如下表：

容器	起始各物質的物質的量/mol				達到平衡時體系能量的變化
	SO2	O2	SO2	Ar
甲	2	1	0	0	放出熱量：Q1
乙	1.8	0.9	0.2	0	放出熱量：Q2=78.8kJ
丙	1.8	0.9	0.2	0.1	放出熱量：Q2

下列敘述正確的是（　　）

• A． Q₁＞Q₃＞Q₂=78.8kJ
• B． 三個容器中反應的平衡常數不相等
• C． 甲中反應達到平衡時，若升高溫度，則SO₂的轉化率將大于50%
• D． 若乙容器中的反應經tmin達到平衡，則0～tmin內，v（O₂）=$\frac{1}{5t}$ mol/（L•min）

Answer 1

分析 乙、丙轉化到左邊，SO₂、O₂的物質的量分別為2mol、1mol，與甲中SO₂、O₂的物質的量對應相等，恒溫恒容條件下，丙中Ar不影響平衡移動，故三者為完全等效平衡，平衡時相同物質的物質的量相等．
A．根據參加反應二氧化硫的物質的量判斷方程熱量多少；
B．平衡常數只受溫度影響，對于同一反應，溫度相同，平衡常數相同；
C．乙中放出的熱量78.8kJ，則反應的二氧化硫為$\frac{78.8kJ}{197kJ/mol}$×2=0.8mol，平衡時二氧化硫為1mol，故甲中轉化的二氧化硫為1mol，二氧化硫轉化率為50%，正反應為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，二氧化硫轉化率減小；
D．乙中平衡時參加反應二氧化硫為0.8mol，由方程式可知反應的氧氣為0.4mol，再根據v=$\frac{△c}{△t}$計算v（O₂）．

解答 解：乙、丙轉化到左邊，SO₂、O₂的物質的量分別為2mol、1mol，與甲中SO₂、O₂的物質的量對應相等，恒溫恒容條件下，丙中Ar不影響平衡移動，故三者為完全等效平衡，平衡時相同物質的物質的量相等．
A．由于平衡時二氧化硫物質的量相等，故參加反應二氧化硫的物質的量：甲＞乙=丙，故放出熱量：Q₁＞Q₃=Q₂=78.8kJ，故A錯誤；
B．甲、乙、丙三容器溫度相同，平衡常數相同，故B錯誤；
C．乙中平衡時放出熱量為78.8kJ，由2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-197kJ•mol^-1可知，參加反應的二氧化硫為$\frac{78.8kJ}{197kJ/mol}$×2=0.8mol，平衡時二氧化硫為1.8mol-0.8mol=1mol，故甲中轉化的二氧化硫為2mol-1mol=1mol，甲中二氧化硫轉化率為$\frac{1mol}{2mol}$=50%，正反應為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，SO₂的轉化率將小于50%，故C錯誤；
D．乙中平衡時參加反應二氧化硫為0.8mol，由2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）可知，反應的氧氣為0.8mol×$\frac{1}{2}$=0.4mol，乙容器中的反應經tmin達到平衡，則0～tmin內v（O₂）=$\frac{\frac{0.4mol}{2L}}{tmin}$=$\frac{1}{5t}$mol/（L•min），故D正確，
故選D．

點評 本題考查等效平衡、化學平衡計算、化學反應速率計算、化學平衡影響因素等，關鍵是理解等效平衡規律，注意丙中稀有氣體在恒溫恒容條件下不影響平衡移動，難度中等．