Question

（1）在一定溫度和壓強下，有如下反應：2SO₂（g）+O₂（g）      2SO₃（g），將1.6molSO₂和0.8mol的O₂放入一體積可變的密閉容器中，測得容器的起始容積為100L．經一段時間后，反應達到平衡，測得混合氣體的密度為1.6g?L^-1．請回答下列問題：
①達平衡時混合氣體的體積為

 

，SO₂的轉化率為

 

；
②若起始時加入amolSO₂、bmolO₂，且a：b=2：1，在同樣溫度和壓強下，反應達到平衡時，測得混合氣體的容積為120L．則a、b的值分別為：a

 

，b

 

；
（2）600℃時，在一密閉容器中，將二氧化硫和氧氣混合，反應過程中SO₂、O₂、SO₃物質的量變化如圖，反應處于平衡狀態的時間是

 

．
（3）據圖判斷，反應進行至20min時，曲線發生變化的原因是

 

（用文字表達）；10min到15min的曲線變化的原因可能是

 

（填寫編號）．
A．加了催化劑      B．縮小容器體積     C．降低溫度    D．增加SO₃的物質的量．

Answer 1

考點：物質的量或濃度隨時間的變化曲線,化學平衡的影響因素,化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：（1）①根據V=

m

ρ

計算體積，根據反應方程式為2SO₂+O₂?2SO₃，利用三段式計算轉化率；
②根據①、②平衡狀態相同計算；
（2）反應混合物各物質的物質的量不變化，說明反應處于平衡狀態；
（3）由圖可知，反應進行至20min時，平衡向正反應移動，瞬間只有氧氣的濃度增大；由圖可知，反應向正反應進行，10min到15min反應混合物單位時間內的變化量增大，說明反應速率增大，10min改變瞬間，各物質的物質的量不變．據此結合選項分析．

解答： 解：（1）①在反應2SO₂+O₂?2SO₃中，質量守恒，所以V=

m

ρ

=

1.6×64+0.8×32

1.6

L=80L；
     2SO₂+O₂?2SO₃
起始：2mol 1mol 0
轉化：2x   x  2x
平衡：1.6-2x 0.8-x 2x
根據體積之比等于物質的量之比可知：（1.6-2x+0.8-x+2x）：2.4=80：100，
解之得x=0.48，反應的氣體的物質的量為：1.6-0.48×2+0.8-0.48+0.48×2=1.92mol，
所以SO₂的轉化率為

0.48×2

1.6

×100%=60%，
故答案為：80L；60%；
②起始時加入amolS0₂、b mol O₂，且a：b=2：l，在同樣溫度和壓強下，反應達到平衡時，與（1）平衡狀態相同，為等效平衡，物質的轉化率和百分含量都相同，SO₃的體積分數為與①相同，
      2SO₂ +O₂ ?2SO₃
起始：amol   bmol    0
轉化：0.6a   0.3a   0.6a
平衡：a-0.6a b-0.3a 0.6a
壓強之比就等于物質的量之比，列式為：

a-0.6a+b-0.3a+0.6a

1.92

=

120

80

，a=2b，
解得：a=2.4mol，b=1.2mol，
故答案為：2.4；1.2；
（2）反應混合物各物質的物質的量不變化，說明反應處于平衡狀態，由圖可知在15-20min出現平臺，各組分的物質的量不變，反應處于平衡狀態，
故答案為：15-20min和25～30 min；
（3）由圖可知，反應進行至20min時，平衡向正反應移動，瞬間只有氧氣的濃度增大，應是增大了氧氣的濃度；
由圖可知，反應向正反應進行，10min到15min反應混合物單位時間內的變化量增大，說明反應速率增大，10min改變瞬間，各物質的物質的量不變．
A．加了催化劑，增大反應速率，故A正確；
B．縮小容器體積，增大壓強，增大反應速率，故B正確；
C．降低溫度反應速率降低，故C錯誤；
D．10min改變瞬間，各物質的物質的量不變，不是增加SO₃的物質的量，故D錯誤．
故選：AB；
故答案為：增大了氧氣的濃度；AB．

點評：本題考查化學平衡和等效平衡問題，題目難度較大，注意等效平衡狀態的理解和運用．