Question

硫酸生產(chǎn)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(shí)，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(yīng)達(dá)到平衡，SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率為80%，則這段時(shí)間內(nèi)SO₃的平均反應(yīng)速率為

 

，該溫度下上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K為

 

；
（2）該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡后，以下操作將使平衡正向移動(dòng)并能提高SO₂轉(zhuǎn)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(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是

 

：
A．容器內(nèi)壓強(qiáng)不再發(fā)生變化
B．SO₂的體積分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化
C．容器內(nèi)氣體原子總數(shù)不再發(fā)生變化
D．相同時(shí)間內(nèi)消耗2n molSO₂的同時(shí)生成2n molSO₃
E．反應(yīng)體系中SO₂、O₂、SO₃的體積比為2：1：2
（4）t₂℃時(shí)，若將物質(zhì)的量之比n（SO₂）：n（O₂）=1：1的混合氣體通入一個(gè)恒溫恒壓的密閉容器中，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，混合氣體體積減少了20%，則SO₂的轉(zhuǎn)化率為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,反應(yīng)速率的定量表示方法,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）平均反應(yīng)速率v=

△c

△t

，平衡常數(shù)K=

C(SO 3) 2

C(SO 2) 2C(O 2)

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

解答： 解：（1）根據(jù)熱化學(xué)方程式知道，8min后反應(yīng)達(dá)到平衡，SO₂的平衡轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化    1.6     0.8            1.6
平衡    0.4     0.2            1.6
SO₃的平均反應(yīng)速率v=

1.6mol 10L

8min

=0.02mol/（L?min）
平衡常數(shù)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(dòng)并能提高SO₂轉(zhuǎn)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(dòng)但是能降低了SO₂轉(zhuǎn)化率，故B錯(cuò)誤；
C．使用催化劑，不會(huì)影響化學(xué)平衡的移動(dòng)，也不會(huì)改變二氧化硫的轉(zhuǎn)化率，故C錯(cuò)誤；
D．降低溫度，化學(xué)平衡正向移動(dòng)，并能提高SO₂轉(zhuǎn)化率，故D正確；
E．向容器中通入少量氦氣，當(dāng)恒容時(shí)，各組分的濃度不變，則平衡不移動(dòng)，故E錯(cuò)誤；
故選AD；
（3）化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志：正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，平衡混合物中各組成成分的含量不變．
A．對于反應(yīng)前后體積變化的反應(yīng)，容器內(nèi)壓強(qiáng)不再發(fā)生變化，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A正確；
B．SO₂的體積分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；
C．容器內(nèi)氣體原子總數(shù)不再發(fā)生變化，根據(jù)原子守恒，原子總數(shù)始終不變，所以原子總數(shù)不能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù)，故C錯(cuò)誤；
D．相同時(shí)間內(nèi)消耗2nmolSO₂的同時(shí)生成2n molSO₃，都是指的是正反應(yīng)方向，因此不能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù)，故D錯(cuò)誤；
E．反應(yīng)體系中SO₂、O₂、SO₃的體積比為2：1：2，僅僅是反應(yīng)過程中的一種可能，因此不能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù)，故E錯(cuò)誤；
故選AB；
（4）t℃時(shí)，若將物質(zhì)的量之比n（SO₂）：n（O₂）=1：1的混合氣體通入一個(gè)恒溫恒壓的密閉容器中，設(shè)二氧化硫和氧氣物質(zhì)的量為1mol，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，混合氣體體積減少了20%，則反應(yīng)的氧氣體積為2×20%=40%，則反應(yīng)的二氧化硫?yàn)?0%，即轉(zhuǎn)化率為80%，
故答案為：80%．

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