Question

t ℃時，將2 mol SO₂和1 mol O₂通入體積為2 L的恒溫恒容密閉容器中，發生如下反應：2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)；ΔH=-196.6 kJ·mol^-1。2 min時反應達到化學平衡，此時測得反應物O₂還剩余0.8 mol。請填寫下列空白：

(1)下列敘述能證明該反應已經達到化學平衡狀態的是(填標號，下同)________。

A.容器內壓強不再發生變化

B.SO₂的體積分數不再發生變化

C.容器內氣體質量不再發生變化

D.容器內氣體密度不再發生變化

(2)從反應開始至達到化學平衡，生成SO₃平均反應速率為________；平衡時混合氣體中SO₃的物質的量分數為________。

(3)反應達到化學平衡后，以下操作將引起平衡向正反應方向移動并能提高SO₂轉化率的是________。

A.向容器中通入少量O₂

B.向容器中通入少量SO₂

C.使用催化劑

D.降低溫度

E.向容器中通入少量氦氣(已知氦氣和SO₂、O₂、SO₃都不發生反應)

(4)上述反應達平衡后，若繼續向上述容器中通入1.6 mol SO₂、0.8 mol O₂、0.4 mol SO₃，化學平衡將________(填“向右”“向左”或“不”)移動，混合氣體的平均相對分子質量將________(填“增大”“減小”或“不變”)。

(5)t ℃時，若將物質的量之比n(SO₂)：n(O₂)=1：1的混合氣體通入一個恒溫恒壓的密閉容器中，反應達到化學平衡時，混合氣體體積減少了20%，則SO₂的轉化率為________。

Answer 1

(1)AB  (2)0.1 mol·L^-1·min^-1  14.3%  (3)AD  (4)向右  增大  (5)80%

解析：2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)；ΔH=-196.6 kJ·mol^-1.

該反應為正方向氣體體積縮小的放熱反應.

(1)在恒溫恒容條件下，達到平衡狀態時，v_正=v_逆，各組分的百分含量不再改變，壓強不再改變.而過程中氣體的質量、密度始終保持不變.

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

初始         2 mol         1 mol                 0

Δn         -0.4 mol     -0.2 mol          +0.4 mol

2 min時 1.6 mol         0.8 mol           0.4 mol

v(SO₃)==0.1 mol·L^-1·min^-1.

w(SO₃)=×100%=14.3%.

(4)容器內壓強增大，平移向右移動，混合氣體的平均相對分子質量增大.

(5)設SO₂、O₂各1 mol，達平衡時SO₂減少x，則：

        2SO₂+O₂2SO₃  ΔV

初始：  1      1                       0

Δn：    x                   x     

平衡：1-x   1-           x

所以×100%=20%，x=0.8 mol.

α(SO₂)=80%.