Question

1．在一定溫度下，向一個(gè)容積固定的容器中通入3mol SO₂和2mol O₂及固體催化劑，使之反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ•mol^-1，平衡時(shí)容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為起始時(shí)的90%．保持同一反應(yīng)溫度，在相同容器中，將起始物質(zhì)的量改為4mol SO₂、3mol O₂、2mol SO₃（g），下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 達(dá)平衡時(shí)用O₂表示的反應(yīng)速率為0.25 mol•L^-1•min^-1
• B． 第二次達(dá)平衡時(shí)SO₃的體積分?jǐn)?shù)大于$\frac{2}{9}$
• C． 第一次平衡時(shí)反應(yīng)放出的熱量為294.9 kJ
• D． 兩次平衡SO₂的轉(zhuǎn)化率相等

Answer 1

分析 A．恒溫恒容下，壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，則平衡時(shí)混合氣體總物質(zhì)的量為（3mol+2mol）×90%=4.5mol，則：
            2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△n=1
起始量（mol）：3        2        0
變化量（mol）：1        0.5      1        5-4.5=0.5
平衡量（mol）：2        1.5      1
再根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（O₂）；
B．等效為開始加入6mol SO₂、4mol O₂，進(jìn)一步等效在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，新平衡時(shí)SO₃的體積分?jǐn)?shù)大于第一次平衡；
C．第一次平衡時(shí)參加反應(yīng)的二氧化硫?yàn)?mol，結(jié)合熱化學(xué)方程式計(jì)算；
D．等效為開始加入6mol SO₂、4mol O₂，進(jìn)一步等效在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)．

解答 解：A．容器容積未知、到達(dá)平衡時(shí)間未知，不能計(jì)算反應(yīng)速率，故A錯(cuò)誤；
B．恒溫恒容下，壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，則平衡時(shí)混合氣體總物質(zhì)的量為（3mol+2mol）×90%=4.5mol，則：
           2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△n=1
起始量（mol）：3       2        0
變化量（mol）：1       0.5      1       5-4.5=0.5
平衡量（mol）：2       1.5      1
第一次平衡時(shí)SO₃的體積分?jǐn)?shù)=$\frac{1mol}{4.5mol}$=$\frac{2}{9}$，將起始物質(zhì)的量改為4mol SO₂、3mol O₂、2mol SO₃（g），等效為開始加入6mol SO₂、4mol O₂，進(jìn)一步等效在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，新平衡時(shí)SO₃的體積分?jǐn)?shù)大于第一次平衡，即第二次達(dá)平衡時(shí)SO₃的體積分?jǐn)?shù)大于$\frac{2}{9}$，故B正確；
C．第一次平衡時(shí)參加反應(yīng)的二氧化硫?yàn)?mol，則第一次平衡時(shí)反應(yīng)放出的熱量為196.6kJ×$\frac{1mol}{2mol}$=98.3 kJ，故C錯(cuò)誤；
D．等效為開始加入6mol SO₂、4mol O₂，進(jìn)一步等效在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，第二次平衡時(shí)SO₂的轉(zhuǎn)化率大于第一次，故D錯(cuò)誤，
故選：B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算，B選項(xiàng)注意利用等效思想解答，關(guān)鍵是構(gòu)建平衡建立的途徑，難度中等．