Question

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

（1）在該平衡時，n(SO3)=_____mol

（2）若起始時加入1.2molSO2、0.6molO2和xmolSO3，達到平衡時各氣體體積分數與上述平衡狀態相同，則x的取值范圍是________

（3）若反應開始時v(逆)> v(正),達到上述平衡狀態時,氣體的總物質的量仍為4.2mol，則起始時n(SO3)的取值范圍是______

（4）若反應過程中SO2、O2、SO3物質的量變化如圖所示。則反應進行至20min時，曲線發生變化的原因是______________________（用文字表達）。10 min到15 min的曲線變化的原因可能是_________(填寫編號)。

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）依據化學平衡三段式列式計算，設生成三氧化硫物質的量為2x，根據平衡時混合氣體總物質的量為4.2mol列式計算得到三氧化硫物質的量；

（2）等壓容器中，若起始時a=1.2mol，b=0.6mol，a：b=2：1，等于起始時加入的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行思考，假設反應完全從逆向開始，若SO2和O2的量均為0，則c值最大，利用一邊倒，計算數值即可；

（4）在讀取圖中數據是應注意縱坐標表示物質的量、圖中的突變點的含義等，據此解題；

（1）設反應達到平衡時生成三氧化硫物質的量為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

根據該反應達平衡時,測得氣體總物質的量為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1.2mol SO2、0.6mol O2和x mol SO3，二氧化硫和氧氣的物質的量之比是2：1，等于起始時加入的：4mol SO2和2mol O2的量的比值，反應2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）△H<0產物只有三氧化硫，無論三氧化硫的量為多少，利用一邊倒的方法，轉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，故達到平衡后各氣體的體積分數與平衡狀態A相同，因此答案為：大于或等于0即x≥0；

（3）若要使反應開始時向逆反應方向進行，且達到平衡后各氣體的物質的量與平衡狀態A相同，三氧化硫最小值為（1）中平衡時三氧化硫的物質的量，即大于3.6mol，c值最大時，SO2和O2的量均為0，利用一邊倒，完全轉化為SO2和O2的量分別為4mol和2mol，C應為4mol，故3.6<c≤4，故答案為：3.6<c≤4．

（4）由圖可知，反應進行至20min時，改變體積，平衡向正反應移動，瞬間只有氧氣的濃度增大；

由圖可知，反應向正反應進行，10min到15min反應混合物單位時間內的變化量增大，說明反應速率增大，10min改變瞬間，各物質的物質的量不變．

A.加了催化劑，增大反應速率，故A正確；

B縮小容器體積，增大壓強，增大反應速率，故B正確；

C.降低溫度反應速率降低，故C錯誤；

D.10min改變瞬間,各物質的物質的量不變,不是增加SO3的物質的量，故D錯誤；

綜上所述，本題應選AB.