Question

在体积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的SO₂和O₂，发生反应:2SO₂(g)+O₂(g) 2SO₃(g)反应在三种不同的条件下进行，反应物SO₂的物质的量(mol)随反应时间(min)的变化情况如下表所示:

实验序号	时间 物质的量 温度	0	5	10	15	20	25	30
1	490℃	2.00	1.00	0.50	0.30	0.25	0.20	0.20
2	490℃	2.00	0.30	0.20	0.20	0.20	0.20	0.20
3	500℃	2.00	0.50	0.35	0.30	0.30	0.30	0.30

(1)对照实验1，实验2改变的某一外界条件可能是_______。

(2)反应达平衡后，向实验2中加入少量的¹⁸O₂，一段时间¹⁸O后可能存在于哪些物质中________(填选项)。

A 只存在氧气      B 只存在三氧化硫       C 只存在反应物   D 存在反应物与生成物

(3)实验3中，在5～15min时段，用O₂表示的平均反应速率为______ mol/(L·min)。

(4)若将实验1置于绝热体系中，测得实验到达平衡的时间比原来缩短了，则参加反应的SO₂和O₂的总能量______(填“＞”、“＜”或“＝”)生成的SO₃的总能量。

(5)能说明实验3达到平衡状态的标志是_______(任写一条)。

Answer

加入催化剂 D 0.005 ＞ 各物质的物质的量不再改变(或各物质的物质的量浓度不再改变等合理答案）

【解析】

（1）对照实验1，实验2达到平衡用时较少，且达到同一平衡状态；

（2）为可逆反应，一段时间后18O可存在所有物质中；

（3）实验3中，在5～15min时段，SO2的物质的量减少0.2mol，又方程式可知消耗0.1mol氧气，以此计算反应速率；

（4）若将实验1置于绝热体系中，测得实验到达平衡的时间比原来缩短了，说明温度升高，平衡左移；

（5）实验3达到平衡状态，各物质的物质的量不再改变。

(1)对照实验1，实验2的数据，起始时反应物SO2的物质的量相同，但实验2建立平衡需要的时间短，平衡时SO2的物质的量相同，因此改变的某一外界条件可能是实验2加入了催化剂，故答案为：加入催化剂；

(2) 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应达平衡后，向实验2中加入少量的18O2，一段时间18O会出现在二氧化硫、氧气和三氧化硫三种物质中，故选D；

(3)实验3中，在5～15min时段，二氧化硫的物质的量的变化量为0.2mol，则氧气的物质的量变化量为0.1mol，用O2表示的平均反应速率为=0.005mol/(L·min)，故答案为：0.005；

(4)若将实验1置于绝热体系中，测得实验到达平衡的时间比原来缩短了，说明反应速率加快，是因为反应放热，使得容器内气体的温度升高，因此参加反应的SO2和O2的总能量大于生成的SO3的总能量，故答案为：＞；

(5)根据平衡状态的特征，能说明实验3达到平衡状态的标志有：各物质的物质的量不再改变、各物质的浓度不再改变、气体的压强不再改变等，故答案为：各物质的物质的量不再改变(或各物质的物质的量浓度不再改变等)。