Question

【題目】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），△H=－196.6 kJ/mol．2 min時反應達到化學平衡，此時測得反應物O2還乘余0.8 mol，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 ；平衡時SO2轉化率為 。

（2）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） 。

A．溶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

（3）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 。

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）

（4）t2℃時，若將物質的量之比n(SO2）：n(O2)=1：1的混合氣體通入一個恒溫恒壓的密閉容器中，反應達到平衡時，混合氣體體積減少了20%，SO2的轉化率為 。

Answer 1

【答案】（1）0.1mol/（L·min），20%；（2）ABE ；（3）AD；（4）80%。

【解析】

試題分析：（1）根據化學反應速率的定義，v(O2)=(1－0.8)/(2×2)mol/(L·min)=0.05 mol/(L·min)，根據化學反應速率之比等于化學計量數之比，v(SO3)=2v(O2)=2×0.05mol/(L·min)=0.1mol/(L·min)，消耗的SO2的物質的量為2×0.2mol=0.4mol，SO2的轉化率=0.4/2×100%=20%；（2）A、反應前后氣體系數之和不相等，因此壓強不變說明反應達到平衡，故正確；B、根據化學平衡狀態的定義，組分的濃度不再改變，說明反應達到平衡，故正確；C、化學反應遵循原子守恒，因此原子總數不變，不能說明反應達到平衡，故錯誤；D、兩者都是向正反應方向進行，不能說明達到平衡，故錯誤；E、反應方向是一正一逆，且速率之比等于化學計量數之比，因此能夠說明反應達到平衡，故正確；（3）A、通入少量氧氣，增加反應物的濃度，平衡向正反應方向進行，且SO2的轉化率提高，故正確；B、通入少量SO2，雖然平衡向正反應方向進行，但SO2總量增加，SO2的轉化率降低，故錯誤；C、使用催化劑只加快反應速率，對化學平衡無影響，故錯誤；D、正反應是放熱反應，降低溫度，平衡向正反應方向進行，SO2的轉化率增大，故正確；E、恒容狀態下，充入非反應氣體，組分的濃度不變，化學平衡不移動，故錯誤；（4） 設SO2的物質的量為1mol，則O2的物質的量為1mol，等溫等壓下，體積之比等于物質的量之比，混合氣體物質的量減少20%，因此混合氣體物質的量減少2×20%mol=0.4mol，因此消耗SO2的物質的量為0.8mol，轉化率為0.8/1×100%=80%。