Question

【題目】I、二氧化硫是常用的工業原料，但也是大氣的主要污染物。綜合治理其污染是環境化學當前的重要研究內容之一。

已知：硫酸生產中，將SO2催化氧化成SO3的化學方程式為：2SO2+O22SO3。將2．0mol SO2和1．0mol O2置于10Ｌ密閉容器中，在300℃和500℃條件下得到如圖所示圖象 回答下列問題：

①300℃時，平衡常數K＝________，升高溫度，K值______（填“增大”、“減小”或“不變”）。

②在500℃時，從反應開始到平衡，氧氣的平均反應速率v（O2）＝______________。

③在其他條件不變的情況下，對處于E點的反應體系，體積壓縮到原來的1/2，下列有關該體系的說法正確的是________。

A．氧氣的濃度減少 B．正反應速率加快，逆反應速率也加快

C．SO3的物質的量增加 D．重新平衡時，n（O2）/n（SO3）增大

④已知2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＝－196.64kJ·mol－1，在一定溫度下，向一固定容積的密閉容器中通入2molSO2、1molO2，達到平衡時放出熱量為Q1kJ，在同樣條件下，向該容器中通入2molSO3，達到平衡時，吸收熱量為Q2kJ，則Q1和Q2的關系為_________________。

II、如圖所示，向A中充入 1mol X和1mol Y，向B中充入 2mol X和2mol Y，起始時VA=VB=aL。在相同溫度和有催化劑存在的條件下，兩容器各自發生下列反應：X+Y2Z+W；(四物質均為氣體)。達到平衡時VA=1.2a L，試回答：(A在的活塞可移動)A、B中X的轉化率αA ______αB(填“>、=、<”)。

III、現有反應：mA(g)＋nB(g)pC(g)，達平衡后，當升高溫度時，B的轉化率變大；當減小壓強時，混合體系中C的質量分數也減小，則：

(1)若加入B(體積不變)，則A的轉化率______。

(2)若升高溫度，則平衡時B、C的濃度之比將________。

(3)若加入催化劑，平衡時氣體混合物的總物質的量__________。

(4)若B是有色物質，A、C均無色，則加入C(體積不變)時混合物顏色________，

而維持容器內壓強不變，充入氖氣時，混合物顏色______(填“變深”、“變淺”或“不變”)。

(5)在固定容積的密閉容器中能說明反應己達平衡狀態的是______________。

A．濃度pc(B)=nc(C) B．容器內壓強保持不變

C．pv逆（B）=n v正(C) D．容器內的密度保持不變

Answer 1

【答案】 800 減小 0．0125mol·L-1·min-1 BC Q1＋Q2＝196.64kJ 〉 增大 變小 不變 變深 變淺 BC

【解析】I、①將2.0mol SO2和1.0mol O2置于10L密閉容器中，300℃達到平衡時n(SO3)=1.6mol，則：

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

起始濃度(mol/L)：0.2 0.1 0

變化濃度(mol/L)：0.16 0.08 0.16

平衡濃度(mol/L)：0.04 0.02 0.16

故平衡常數K===800；由表中數據可知，升高溫度，三氧化硫的物質的量減小，說明升高溫度平衡逆向移動，平衡常數減小，故答案為：800；減小；

②500℃達到平衡時n(SO3)=1.5mol，根據方程式可知△n(O2)= △n(SO3)=0.75mol，平衡時氧氣物質的量=1mol-0.75mol=0.25mol，故平衡時氧氣濃度為=0.025mol/L，氧氣的平均反應速率v(O2)＝=0.0125 mol·L-1·min-1，故答案為：0.0125 mol·L-1·min-1；

③在其他條件不變的情況下，對處于E點的體系體積壓縮到原來的1/2，則壓強增大，正逆反應速率都增大，平衡向正向移動，三氧化硫的物質的量增多，氧氣的物質的量減小，但由于體積減小，平衡時氧氣的濃度反而增大，根據濃度比值等于物質的量比值，則有重新平衡時n(O2)/n(SO3)減小，即BC正確，故答案為：BC；

④向一固定容積的密閉容器中通入2molSO2和1molO2和向該容器中通入2molSO3，建立的平衡是等效的，Q1+Q2=196.64，故答案為：Q1+Q2=196.64；

II、B裝置是在等容條件下，反應向正反應方向移動時，混合氣體的物質的量增大，導致容器內氣體壓強增大，增大壓強能抑制X的轉化率，所以X的轉化率減小，所以B容器中X的轉化率比A小；故答案為：＞；

III、達到平衡后，當升高溫度時，B的轉化率變大，說明溫度升高平衡向正反應方向移動，則正反應為吸熱反應；當減小壓強時，混合體系中C的質量分數也減小，說明壓強減小平衡向逆反應方向移動，則方程式中反應物的氣體的計量數之和大于生成物氣體的化學計量數之和。

(1)在反應容器中加入一定量的B，反應物B的濃度增大，平衡向正反應方向移動，則A的轉化率增大，故答案為：增大；

(2)正反應吸熱，則升高溫度平衡向正反應方向移動，B的物質的量減小，C的物質的量增多，所以二者的濃度比值將減小，故答案為：變小；

(3)催化劑對化學平衡移動沒有影響，所以若加入催化劑，平衡時氣體混合物的總物質的量不變，故答案為：不變；

(4)B是有色物質，A、C均無色，則加入C(體積不變)時，平衡逆向移動，B的濃度增大，則混合物顏色變深；而維持容器內壓強不變，充入氖氣時，則體積增大，所以混合物顏色變淺，故答案為：變深；變淺；

(5)A．濃度pc(B)=nc(C)不表示濃度不變，可能是反應過程中的一個特殊點，不能說明反應己達平衡狀態，錯誤；B．該反應屬于氣體的物質的量變化的反應，容器內壓強保持不變說明氣體的物質的量不變，能夠說明反應己達平衡狀態，正確；C．pv逆(B)=n v正(C)表示正逆反應速率相等，能夠說明反應己達平衡狀態，正確；D．該反應中氣體的質量和容器的體積不變，容器內的密度始終保持不變，不能說明反應己達平衡狀態，錯誤；故選BC。