Question

【題目】將4molSO2和2molO2的混合氣體置于體積可變的恒壓容器中，在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g) ΔH<0，該反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),測(cè)得氣體總物質(zhì)的量為4.2mol，試回答：

（1）在該平衡時(shí)，n(SO3)=_____mol

（2）若起始時(shí)加入1.2molSO2、0.6molO2和xmolSO3，達(dá)到平衡時(shí)各氣體體積分?jǐn)?shù)與上述平衡狀態(tài)相同，則x的取值范圍是________

（3）若反應(yīng)開(kāi)始時(shí)v(逆)> v(正),達(dá)到上述平衡狀態(tài)時(shí),氣體的總物質(zhì)的量仍為4.2mol，則起始時(shí)n(SO3)的取值范圍是______

（4）若反應(yīng)過(guò)程中SO2、O2、SO3物質(zhì)的量變化如圖所示。則反應(yīng)進(jìn)行至20min時(shí)，曲線發(fā)生變化的原因是______________________（用文字表達(dá)）。10 min到15 min的曲線變化的原因可能是_________(填寫(xiě)編號(hào))。

A．加了催化劑	B．縮小容器體積
C．降低溫度	D．增加SO3的物質(zhì)的量

Answer 1

【答案】3.6 大于或等于0即 x≥0 3.6<n(SO3)≤4 增加了O2的量 AB

【解析】

（1）依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算，設(shè)生成三氧化硫物質(zhì)的量為2x，根據(jù)平衡時(shí)混合氣體總物質(zhì)的量為4.2mol列式計(jì)算得到三氧化硫物質(zhì)的量；

（2）等壓容器中，若起始時(shí)a=1.2mol，b=0.6mol，a：b=2：1，等于起始時(shí)加入的2mol SO2和1mol O2的量的比值，二者建立的平衡一定為等效平衡；

（3）可采用極限的方法進(jìn)行思考，假設(shè)反應(yīng)完全從逆向開(kāi)始，若SO2和O2的量均為0，則c值最大，利用一邊倒，計(jì)算數(shù)值即可；

（4）在讀取圖中數(shù)據(jù)是應(yīng)注意縱坐標(biāo)表示物質(zhì)的量、圖中的突變點(diǎn)的含義等，據(jù)此解題；

（1）設(shè)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)生成三氧化硫物質(zhì)的量為2x，

2SO2（g）+O2（g）2SO3（g），△H<0

起始（mol） 4 2 0

變化（mol） 2x x 2x

平衡（mol） 4-2x 2-x 2x

根據(jù)該反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),測(cè)得氣體總物質(zhì)的量為4.2mol得到（4-2x）+（2-x）+2x=4.2；解得x=1.8mol 則n（SO3）=3.6 mol；

（2）等壓容器中，若起始時(shí)1.2mol SO2、0.6mol O2和x mol SO3，二氧化硫和氧氣的物質(zhì)的量之比是2：1，等于起始時(shí)加入的：4mol SO2和2mol O2的量的比值，反應(yīng)2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）△H<0產(chǎn)物只有三氧化硫，無(wú)論三氧化硫的量為多少，利用一邊倒的方法，轉(zhuǎn)化為二氧化硫和氧氣的量之比均為2：1，二者建立的平衡一定為等效平衡，故達(dá)到平衡后各氣體的體積分?jǐn)?shù)與平衡狀態(tài)A相同，因此答案為：大于或等于0即x≥0；

（3）若要使反應(yīng)開(kāi)始時(shí)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，且達(dá)到平衡后各氣體的物質(zhì)的量與平衡狀態(tài)A相同，三氧化硫最小值為（1）中平衡時(shí)三氧化硫的物質(zhì)的量，即大于3.6mol，c值最大時(shí)，SO2和O2的量均為0，利用一邊倒，完全轉(zhuǎn)化為SO2和O2的量分別為4mol和2mol，C應(yīng)為4mol，故3.6<c≤4，故答案為：3.6<c≤4．

（4）由圖可知，反應(yīng)進(jìn)行至20min時(shí)，改變體積，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，瞬間只有氧氣的濃度增大；

由圖可知，反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行，10min到15min反應(yīng)混合物單位時(shí)間內(nèi)的變化量增大，說(shuō)明反應(yīng)速率增大，10min改變瞬間，各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變．

A.加了催化劑，增大反應(yīng)速率，故A正確；

B縮小容器體積，增大壓強(qiáng)，增大反應(yīng)速率，故B正確；

C.降低溫度反應(yīng)速率降低，故C錯(cuò)誤；

D.10min改變瞬間,各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變,不是增加SO3的物質(zhì)的量，故D錯(cuò)誤；

綜上所述，本題應(yīng)選AB.