Question

【題目】反應2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）在容積為2L的密閉容器中進行，初始時向容器里充入4molSO2和2mol18O2，在T1和T2溫度下，SO3的物質的量與時間關系如圖所示。請回答下列問題：

（1）反應后18O原子存在于哪些物質中___（填化學式）。

（2）上述反應的溫度T1___ T2（填“＞”“＜”或“=”）。

（3）若溫度T2時，5min后反應達到平衡，SO2的轉化率為90%，則：

①平衡時體系內所含物質總的物質的量為___。

②平衡時SO3的濃度為___。

③下列說法不正確的是___。

A．如在該反應體系中加入適當的催化劑，可加快化學反應速率

B．其它條件相同時，該反應在T1時生成SO3的速率比T2時的小

C．該反應到達平衡時，體系內各組分的體積分數保持不變

D．若密閉容器中混合氣體密度不變，則該反應達到化學平衡狀態(tài)

Answer 1

【答案】SO2、O2、SO3 ＜ 4.2mol 1.8molL-1 D

【解析】

(1)根據該反應為可逆反應分析判斷；

(2)根據T2建立平衡需要的時間短，反應速率快分析判斷；

(3)若溫度T2時，5min后反應達到平衡，SO2的轉化率為90%，轉化的二氧化硫為4mol×90%=3.6mol，結合三段式分析計算，據此分析解答①和②；③A．使用催化劑加快反應速率；B．溫度高，反應速率快；C．平衡時，各組分的含量、濃度均不變；D.根據2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的反應特點分析判斷。

(1)該反應為可逆反應，含氧元素的物質均存在18O原子，則反應后18O原子存在于SO2、O2、SO3中，故答案為：SO2、O2、SO3；

(2)由圖可知，T2的時間短，反應速率快，先建立平衡，則T2大，可知T1＜T2，故答案為：＜；

(3)若溫度T2時，5min后反應達到平衡，SO2的轉化率為90%，轉化的二氧化硫為4mol×90%=3.6mol，則

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

開始(mol) 4 2 0

轉化(mol) 3.6 1.8 3.6

平衡(mol) 0.4 0.2 3.6

①平衡時物質的量為0.4mol+0.2mol+3.6mol=4.2mol，故答案為：4.2mol；

②平衡時SO3的濃度為=1.8molL-1，故答案為：1.8molL-1；

③A．使用催化劑加快反應速率，則在該反應體系中加入適當的催化劑，可加快化學反應速率，故A正確；B．溫度高，反應速率快，則其它條件相同時，該反應在T1時生成SO3的速率比T2時的小，故B正確；C．平衡時，各組分的含量、濃度均不變，則反應到達平衡時，體系內各組分的體積分數保持不變，故C正確；D.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在容積為2L的密閉容器中進行，氣體的質量m、氣體的體積V均不變，則密度始終不變，因此密度不變不能判定是否為平衡狀態(tài)，故D錯誤；故選D。