Question

t℃时，将2molSO₂和1molO₂通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中，发生如下反应：

2SO₂（g）+ O₂（g） 2SO₃（g），△H=－196.6 kJ/mol．2 min时反应达到化学平衡，此时测得反应物O₂还乘余0.8 mol，请填写下列空白：

（1）从反应开始到达化学平衡，生成SO₃的平均反应速率为           ；平衡时SO₂转化率为             。

（2）下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是（填标号，下同）           。

A．溶器内压强不再发生变化

B．SO₂的体积分数不再发生变化

C．容器内气体原子总数不再发生变化

D．相同时间内消耗2nmolSO₂的同时消耗nmolO_­2

E．相同时间内消耗2nmolSO₂的同时生成nmolO_­2

（3）反应达到化学平衡后，以下操作将引起平衡向正反方向移动并能提高SO₂转化率的是           。

A．向容器中通入少量O₂     B．向容器中通入少量SO₂

C．使用催化剂            D．降低温度

E．向容器中通入少量氦气（已知：氦气和SO₂、O₂、SO₃都不发生反应）

（4）t₂℃时，若将物质的量之比n(SO₂）：n(O₂)=1：1的混合气体通入一个恒温恒压的密闭容器中，反应达到平衡时，混合气体体积减少了20%，SO₂的转化率为              。

Answer

（1）0.1mol/（L·min），20%；（2）ABE ；（3）AD；（4）80%。

【解析】

试题分析：（1）根据化学反应速率的定义，v(O2)=(1－0.8)/(2×2)mol/(L·min)=0.05 mol/(L·min)，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，v(SO3)=2v(O2)=2×0.05mol/(L·min)=0.1mol/(L·min)，消耗的SO2的物质的量为2×0.2mol=0.4mol，SO2的转化率=0.4/2×100%=20%；（2）A、反应前后气体系数之和不相等，因此压强不变说明反应达到平衡，故正确；B、根据化学平衡状态的定义，组分的浓度不再改变，说明反应达到平衡，故正确；C、化学反应遵循原子守恒，因此原子总数不变，不能说明反应达到平衡，故错误；D、两者都是向正反应方向进行，不能说明达到平衡，故错误；E、反应方向是一正一逆，且速率之比等于化学计量数之比，因此能够说明反应达到平衡，故正确；（3）A、通入少量氧气，增加反应物的浓度，平衡向正反应方向进行，且SO2的转化率提高，故正确；B、通入少量SO2，虽然平衡向正反应方向进行，但SO2总量增加，SO2的转化率降低，故错误；C、使用催化剂只加快反应速率，对化学平衡无影响，故错误；D、正反应是放热反应，降低温度，平衡向正反应方向进行，SO2的转化率增大，故正确；E、恒容状态下，充入非反应气体，组分的浓度不变，化学平衡不移动，故错误；（4） 设SO2的物质的量为1mol，则O2的物质的量为1mol，等温等压下，体积之比等于物质的量之比，混合气体物质的量减少20%，因此混合气体物质的量减少2×20%mol=0.4mol，因此消耗SO2的物质的量为0.8mol，转化率为0.8/1×100%=80%。

考点：考查化学反应速率的计算、化学平衡状态的判断、勒夏特列原理、化学平衡计算等知识。