Question

硫酸生產中，SO₂催化氧化生成SO₃：2SO2（g）+O2（g） 

催化劑

△

2SO3（g）△H=-196.6Kj/mol
（1）t₁℃時，若將2.0mol SO₂和1.0mol O₂置于10L恒溫恒容密閉容器中，8min后反應達到平衡，SO₂的平衡轉化率為80%，則這段時間內SO₃的平均反應速率為

 

，該溫度下上述反應的平衡常數K為

 

；
（2）該反應達到化學平衡后，以下操作將使平衡正向移動并能提高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
（3）下列敘述能證明該反應已達到化學平衡狀態(tài)的是

 

：
A．容器內壓強不再發(fā)生變化
B．SO₂的體積分數不再發(fā)生變化
C．容器內氣體原子總數不再發(fā)生變化
D．相同時間內消耗2n molSO₂的同時生成2n molSO₃
E．反應體系中SO₂、O₂、SO₃的體積比為2：1：2
（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%，則SO₂的轉化率為

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,反應速率的定量表示方法,化學平衡的影響因素,化學平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學平衡專題

分析：（1）平均反應速率v=

△c

△t

，平衡常數K=

C(SO 3) 2

C(SO 2) 2C(O 2)

；
（2）根據化學平衡的影響因素來回答；
（3）化學平衡狀態(tài)的標志：正反應速率等于逆反應速率，平衡混合物中各組成成分的含量不變來判斷；
（4）依據反應前后氣體體積減少為反應氧氣的量分析計算．

解答： 解：（1）根據熱化學方程式知道，8min后反應達到平衡，SO₂的平衡轉化率為80%，則消耗二氧化硫的量為2mol×80%=1.6mol
      2SO₂（g）+O₂（g） 

催化劑

△

2SO₃（g）
開始    2        1             0
轉化    1.6     0.8            1.6
平衡    0.4     0.2            1.6
SO₃的平均反應速率v=

1.6mol 10L

8min

=0.02mol/（L?min）
平衡常數K=

C(SO 3) 2

C(SO 2) 2C(O 2)

=

( 1.6 10 ) 2

( 0.4 10 )2× 0.2 10

=800
故答案：0.02mol?L^-1?min^-1；800；
（2）A．向容器中通入少量O₂，即增大氧氣的濃度，能使平衡正向移動并能提高SO₂轉化率，故A正確；
B．向容器中通入少量SO₂，即增大二氧化硫的濃度，能使平衡正向移動但是能降低了SO₂轉化率，故B錯誤；
C．使用催化劑，不會影響化學平衡的移動，也不會改變二氧化硫的轉化率，故C錯誤；
D．降低溫度，化學平衡正向移動，并能提高SO₂轉化率，故D正確；
E．向容器中通入少量氦氣，當恒容時，各組分的濃度不變，則平衡不移動，故E錯誤；
故選AD；
（3）化學平衡狀態(tài)的標志：正反應速率等于逆反應速率，平衡混合物中各組成成分的含量不變．
A．對于反應前后體積變化的反應，容器內壓強不再發(fā)生變化，說明反應達到平衡狀態(tài)，故A正確；
B．SO₂的體積分數不再發(fā)生變化，說明反應達到平衡狀態(tài)，故B正確；
C．容器內氣體原子總數不再發(fā)生變化，根據原子守恒，原子總數始終不變，所以原子總數不能作為判斷平衡狀態(tài)的依據，故C錯誤；
D．相同時間內消耗2nmolSO₂的同時生成2n molSO₃，都是指的是正反應方向，因此不能作為判斷平衡狀態(tài)的依據，故D錯誤；
E．反應體系中SO₂、O₂、SO₃的體積比為2：1：2，僅僅是反應過程中的一種可能，因此不能作為判斷平衡狀態(tài)的依據，故E錯誤；
故選AB；
（4）t℃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，設二氧化硫和氧氣物質的量為1mol，反應達到化學平衡時，混合氣體體積減少了20%，則反應的氧氣體積為2×20%=40%，則反應的二氧化硫為80%，即轉化率為80%，
故答案為：80%．

點評：本題考查學生化學平衡的判斷和化學平衡的移動知識，題目難度較大，要求學生掌握判斷平衡狀態(tài)的方法，試題培養(yǎng)了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識解決實際問題的能力．