Question

【題目】一定溫度時，向容積為 2 L 的密閉容器中充入一定量的 SO2(g)和 O2(g)，發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g) △H = - 196 kJ/mol。一段時間后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)如表所示。

反應(yīng)時間/min	n(SO2)/mol	n(O2)/mol
0	2	1
5	1.2
10		0.4
15	0.8

下列說法不正確的是

A. 前 5 min 的平均反應(yīng)速率為υ(SO2) = 0.08 mol/(L·min)

B. 保持溫度不變，向平衡后的容器中再充入 0.2 mol SO2(g)和 0.2 mol SO3(g)時，υ正 > υ逆

C. 保持其他條件不變，若起始時向容器中充入 2 mol SO3(g)，達(dá)到平衡狀態(tài)時吸收 78.4 kJ的熱量

D. 相同溫度下，起始時向容器中充入 1.5 mol SO3(g)，達(dá)到平衡狀態(tài)時 SO3 的轉(zhuǎn)化率為 40%

Answer 1

【答案】D

【解析】

A.由表中數(shù)據(jù)可知SO2初濃度==1mol/L，5min末的濃度==0.6mol/L，前 5 min SO2的平均反應(yīng)速率為υ(SO2) = =0.08 mol/(L·min)，A項(xiàng)正確；

B.由表數(shù)據(jù)計(jì)算：第10min時SO2的物質(zhì)的量，與第15min時SO2物質(zhì)的量相同，可推斷第10min~15min反應(yīng)已處于平衡狀態(tài)，此時SO3的物質(zhì)的量，平衡常數(shù)，保持溫度不變(平衡常數(shù)不變)，向平衡后的容器中再充入 0.2 mol SO2(g)和 0.2 mol SO3(g)時，各組分SO2、O2、SO3物質(zhì)的量分別是1mol、0.4mol、1.4mol，此時體系的濃度商=9.8<K=11.25，濃度商小于平衡常數(shù)說明反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，υ(正)> υ(逆)，B項(xiàng)正確；

C.保持其他條件不變起始充入2molSO3，與題設(shè)初始量（2molSO2和1molO2）相當(dāng)，所以達(dá)到的平衡與題設(shè)平衡等效，即達(dá)到平衡時SO3物質(zhì)的量也為1.2mol，則反應(yīng)消耗了SO32mol-1.2mol=0.8mol，發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)，△H =+196 kJ/mol，所以消耗0.8molSO3吸收熱量為0.8mol×=78.4kJ，C項(xiàng)正確；

D.起始時向容器中充入1.5 mol SO3(g)，發(fā)生的反應(yīng)為2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)，因?yàn)榇朔磻?yīng)與題設(shè)反應(yīng)互為逆反應(yīng)，平衡常數(shù)應(yīng)與題設(shè)反應(yīng)平衡常數(shù)（K=11.25）互為倒數(shù)，即只要溫度不變，此反應(yīng)的平衡常數(shù)應(yīng)為。假定本選項(xiàng)給定的條件下達(dá)到平衡狀態(tài)時 SO3 的轉(zhuǎn)化率為 40%，利用“三段式”計(jì)算其平衡常數(shù)：

代入平衡常數(shù)計(jì)算式，

所以本選項(xiàng)給定的條件下達(dá)到平衡時SO3轉(zhuǎn)化率不可能為40%，D項(xiàng)錯誤；答案選D。