Question

工業上制取三氧化硫反應的熱化學方程式為：
2SO₂(g)十O₂(g) 2SO₃(g)     △H=－198kJ·mol^-1
（1）能夠說明在恒溫恒容條件下，上述反應已經達到化學平衡狀態的是       (填序號)。
A．每生成1mol SO₃的同時生成0．5mol O₂
B．容器中混合氣體的密度不變
C．SO₂、O₂、SO₃的物質的量之比為2：1：2
D．容器中氣體總壓強不變
（2）400℃，1．01×10⁵Pa下，上述反應中n(SO₃)和n(O₂)隨時間變化的關系如圖所示。下列敘述正確的是        (填序號)。

A．點a的正反應速率比點b的大
B．點c處反應達到平衡狀態
C．點d和點e處的n(O₂)相同
D．500℃，1．01×10⁵Pa下，反應達到平衡時，n(SO₃)比圖中e點的值大
（3）已知該反應的K(400℃)=7200mol^-1·L。在400℃時，容積為1．0L的密閉容器中充入0．05mol SO₂(g)和0．03mol O₂(g)，反應一段時間后，有0．04mol SO₃生成。此時，該反應      (填“是”、“否”或“無法判斷”)達到化學平衡狀態，理由是                                                       。

Answer 1

（1）AD（2分）（2）AC（2分）
（3）否（2分），400℃時，濃度熵Q=1600mol^－1·L，而K（400℃）=7200mol^－1·L，Q＜K，反應沒有達到平衡狀態；（2分）

試題分析：（1）A、每生成1mol SO₃的同時生成0．5mol O₂，說明正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態，故A正確；B、容器是恒容的，無論反應是否達到平衡狀態，混合物的質量始終不變，容器的體積不變，導致密度始終不變，所以不是達到平衡狀態的標志，故B錯誤；C、SO₂、O₂與SO₃的物質的量之比為2：1：2，這與反應的初始物質的量以及反應的轉化程度有關，不能確定是否達到平衡，故C錯誤；D、該反應是一個反應前后氣體體積改變的化學反應，當反應達到平衡狀態時，各物質的量不變，導致容器中壓強不隨時間的變化而改變，故D正確；故選：AD；
（2）A．反應物濃度越大，反應速率越快，故a點時刻的正反應速率比b點時刻的大，故A正確；B．a、b、c三點未到達平衡狀態，反應向正反應進行，故B錯誤；C．d、e兩點處于平衡狀態，溫度相同，C（O₂）相等，n（O₂）相同，故C正確；D．該反應正反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應移動，平衡時三氧化硫的物質的量減小，故D錯誤；故答案為：AC；
（3）             2SO₂（g）十O₂（g）2SO₃
起始（mol/L）        0．05          0．03           0 
反應（mol/L）        0．04          0．02           0．04
一段時間后（mol/L）0．01          0．01          0．04
400℃時，濃度熵Q==1600mol^－1·L＞K（400℃）=7200mol^－1·L，反應沒有達到平衡。