Question

13．（1）一定溫度下，在容積為V L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：aN（g）?bM（g），M、N的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示：
①此反應(yīng)的化學(xué)方程式中a：b=2：1
②下列敘述中能說(shuō)明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是CE
A．反應(yīng)中M與N的物質(zhì)的量之比為1：1
B．混合氣體的總質(zhì)量不隨時(shí)間的變化而變化
C．混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不隨時(shí)間的變化而變化
D．單位時(shí)間內(nèi)每消耗a mol N，同時(shí)生成b mol M
E．混合氣體的壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而變化
（2）將4mol SO₂和2mol O₂在2L的密閉容器中混合，在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）．若經(jīng)過(guò)2s后測(cè)得SO₃的濃度為0.6mol/L，用氧氣表示該反應(yīng)2s內(nèi)的平均速率v（O₂）=0.15mol/（L．s）；2s末O₂濃度為1.4mol/L；2s末SO₂的轉(zhuǎn)化率為30%．

Answer 1

分析 （1）①反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，△n（M）=（5-2）mol=3mol，△n（N）=（8-2）mol=6mol，同一可逆反應(yīng)中同一段時(shí)間內(nèi)各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化量之比等于其計(jì)量數(shù)之比；
②當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量、質(zhì)量、物質(zhì)的量濃度、百分含量以及由此引起的物理量不變；
（2）v（SO₃）=$\frac{0.6-0}{2}$mol/（L．s）=0.3mol/（L．s），再根據(jù)同一可逆反應(yīng)中同一段時(shí)間內(nèi)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比計(jì)算氧氣反應(yīng)速率；參加反應(yīng)的n（SO₃）=0.6mol/L×2s=1.2mol，則參加反應(yīng)的n（SO₂）=n（SO₃）=1.2mol，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率=$\frac{參加反應(yīng)的二氧化硫的物質(zhì)的量}{二氧化硫的總物質(zhì)的量}$×100%．

解答 解：（1）①反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，△n（M）=（5-2）mol=3mol，△n（N）=（8-2）mol=6mol，同一可逆反應(yīng)中同一段時(shí)間內(nèi)各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化量之比等于其計(jì)量數(shù)之比，所以a：b=6mol：amol=2：1，
故答案為：2：1；
②A．反應(yīng)中M與N的物質(zhì)的量之比為1：1時(shí)，該反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，與反應(yīng)初始物質(zhì)的量及轉(zhuǎn)化率有關(guān)，故錯(cuò)誤；
B．混合氣體的總質(zhì)量不隨時(shí)間的變化而變化，遵循質(zhì)量守恒定律定律，反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量始終不變，所以不能判斷是否達(dá)到平衡，故錯(cuò)誤；
C．混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不隨時(shí)間的變化而變化，該反應(yīng)正逆反應(yīng)速率相對(duì)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確；
D．單位時(shí)間內(nèi)每消耗a mol N，同時(shí)生成b mol M，無(wú)論是否達(dá)到平衡狀態(tài)都存在這種變化，所以不能判斷平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；
E．反應(yīng)前后氣體體積減小，所以反應(yīng)前后氣體壓強(qiáng)降低，當(dāng)混合氣體的壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而變化，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確；
故選CE；
（2）v（SO₃）=$\frac{0.6-0}{2}$mol/（L．s）=0.3mol/（L．s），再根據(jù)同一可逆反應(yīng)中同一段時(shí)間內(nèi)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比計(jì)算氧氣反應(yīng)速率=0.15mol/（L．s）；參加反應(yīng)的n（SO₃）=0.6mol/L×2s=1.2mol，則參加反應(yīng)的n（SO₂）=n（SO₃）=1.2mol，則2s末O₂濃度=$\frac{4-1.2}{2}$mol/L=1.4mol/L，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率=$\frac{參加反應(yīng)的二氧化硫的物質(zhì)的量}{二氧化硫的總物質(zhì)的量}$×100%=$\frac{1.2mol}{4mol}$×100%=30%，
故答案為：0.15 mol/（L．s）； 1.4mol/L； 30%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡有關(guān)計(jì)算及平衡狀態(tài)判斷，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算能力，明確各個(gè)物理量之間的關(guān)系式、化學(xué)平衡狀態(tài)判斷依據(jù)是解本題關(guān)鍵，注意：只有反應(yīng)前后改變的物理量才能作為平衡狀態(tài)判斷依據(jù)，為易錯(cuò)點(diǎn)．