Question

I．（1）在一密閉的2L的容器里充入8mol SO₂和4mol ¹⁸O₂，在一定條件下開始反應：2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g），2min末測得容器中有7.2mol SO₂。試回答：

① 反應后¹⁸O原子存在于哪些物質中　　　　　　　　　　　　　　　　　；

② 2min末SO₃的濃度________________________；

③ 用O₂的濃度變化表示該時間段內的化學反應速率_______________________。

II．某化學反應2A (g)B(g)+D(g)在3種不同條件下進行，B和D的起始濃度為0，反應物A的濃度（mol/L）隨反應時間（min）的變化情況如下表：

實驗序號	時間    濃度 溫度	0	10	20	30	40	50	60
1	800℃	1.0	0.80	0.67	0.57	0.50	0.50	0.50
2	800℃	c2	0.92	0.75	0.63	0.60	0.60	0.60
3	820℃	1.0	0.40	0.25	0.20	0.20	0.20	0.20

 

根據上述數據，完成下列填空：

(1) 實驗1達到平衡的時間是__________min，c₂_____1.0 min·L^-1(填“＜”“＞”或“＝”)。

(2)實驗3比實驗1的反應速率_________(填“快”或“慢”)，原因是___________________________________________________________________________。

(3) 如果2A (g)B(g)+D(g)是一個吸熱反應，那么實驗3與實驗1相比，在相同體積時___________吸收的熱量多，理由是___________________________________________。

 

Answer 1

【答案】

（12分）I．（1）①SO₂、O₂、SO₃（2分）    ②0.4mol/L（1分）   ③0.1mol/(L•min)（2分）

II．（1）40（1分）   >（1分） 

（2）快（1分）      實驗3比實驗1的溫度高，反應速率快（2分）

（3）實驗3中A的轉化率大些（分解的A多些），正反應吸收熱量多。（2分）

【解析】

試題分析：I．（1）①首先，反應正向進行，生成的三氧化硫分子中含有¹⁸O；其次，可逆反應不僅能正向進行，也能逆向進行，三氧化硫分解產生的二氧化硫和氧氣中也一定含有¹⁸O；因此，反應后中SO₂、O₂、SO₃都含有¹⁸O；②依題意，可用三行數據法計算，即：

2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g）

各組分的起始濃度/ mol•L^－1       4         2           0

各組分的變化濃度/ mol•L^－1      0.4        0.2          0.4

各組分2min末濃度/ mol•L^－1     3.6        1.8          0.4

則2min末SO₃的濃度為0.4mol/L；

③v(O₂)=== 0.1 mol·L^－1·min^－1；

II．（1）隨著反應的正向進行，反應物A的濃度逐漸減小，當A的濃度保持不變時，說明反應達到平衡，讀表中信息可得，實驗1中達到平衡的時間是40min；（2）實驗1、2的溫度相同，則平衡常數相同，先用三行數據法求實驗1的平衡常數，則：

2A (g)    B(g)  +  D(g)

各組分的起始濃度/ mol•L^－1     1.0           0        0

各組分的變化濃度/ mol•L^－1     0.50         0.25      0.25

各組分的平衡濃度/ mol•L^－1     0.50         0.25      0.25

則實驗1的平衡常數K===0.25；

再求實驗2中A的起始濃度，則：

2A (g)    B(g)  +  D(g)

各組分的起始濃度/ mol•L^－1     c₂           0        0

各組分的變化濃度/ mol•L^－1  c₂—0.60   0.5 c₂—0.30   0.5 c₂—0.30

各組分的平衡濃度/ mol•L^－1     0.60    0.5 c₂—0.30   0.5 c₂—0.30

則實驗2的平衡常數K===0.25，解得：c₂=1.2 mol•L^－1，則c₂>1.0 mol•L^－1；

（2）820>800，則實驗3的反應速率比實驗1快，因為實驗3的反應溫度比實驗1的高；（3）實驗1變為實驗3，其他條件保持不變，僅升高反應溫度，平衡向吸熱方向移動，若2A (g) B(g)+D(g)是一個吸熱反應，則平衡向正反應方向移動，則實驗3中A的轉化率大于實驗1中，所以實驗3吸收的熱量較實驗1多。

考點：考查化學反應速率和化學平衡，涉及可逆反應的特點、平均反應速率的計算、各組分的三行濃度（起始、變化、一定時間末或平衡）、化學平衡的標志、平衡常數的計算、平衡常數與溫度的關系、根據平衡常數計算反應物的起始濃度、溫度對反應速率和平衡移動的影響等。