Question

按要求回答下列问题:

(1) 一定温度下，发生反应: 2 SO₂(g)+ O₂ (g)2SO₃(g)(反应条件己略),现向2L密闭容器中充入4.0 mol SO₂和2.0 mol O₂发生反应，测得n (O₂) 随时间的变化如下表:

①0~2 min内，v(SO₂)=_______________

②达到平衡时SO₃的物质的量浓度为____________

③下列可证明上述反应达到平衡状态的是____________(填序号)。

a. v(O₂)=2v(SO₃)

b. O₂的物质的量浓度不再变化

c.每消耗1molO₂，同时生成2molSO₃

d.容器内压强保持不变

(2)已知可逆反应: 2NO₂(g) (红棕色) N₂O₄(g) (无色)，正反应为放热反应。将装有NO₂和N₂O₄混合气体的烧瓶放入热水中，观察到的现象______________ ，产生该现象的原因是________________

(3)某温度下的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化曲线如图，则该反应的化学方程式为_________________

Answer

0.4mol·L-1·min-1 1.0mol·L-1 bd 红棕色颜色加深 该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，使NO2浓度增大，颜色加深 3X(g)＋Y(g)2Z(g)

【解析】

(1)①0~2 min内，△n(O2)=2.0mol-1.2mol=0.8mol，根据反应方程式可知该时间段内△n(SO2)=1.6mol，容器体积为2L，所以v(SO2)== 0.4mol·L-1·min-1；

②根据表格数据可知4min后氧气的物质的量不再改变，说明反应达到平衡，平衡时△n(O2)=2.0mol-1.0mol=1.0mol，根据反应方程式可知△n(SO3)=2.0mol，容器体积为2L，所以平衡时c(SO3)=1.0mol·L-1；

③a．反应达到平衡时正逆反应速率相等，但选项并未标注是正反应速率还是逆反应速率，而且同一方向的不同物质的反应速率之比等于计量数之比，所以无论是正反应速率还是逆反应速率都不可能出现v(O2)=2v(SO3)，故a不符合题意；

b．反应达到平衡时正逆反应速率相等，各物质的浓度不再改变，所以氧气的物质的量浓度不再改变能说明反应平衡，故b符合题意；

c．消耗O2和生成SO3均为正反应，只有反应进行，无论是否平衡都存在每消耗1molO2，同时生成2molSO3，故c不符合题意；

d．该反应前后气体系数之和不相等，所以未平衡时气体的总物质的量会变，容器的体积不变，所以压强会变，当压强不变时说明反应平衡，故d符合题意；

综上所述选bd；

(2)放入热水中温度升高，该反应正反应为放热反应，所以升高温度平衡逆向移动，使NO2浓度增大，颜色加深，所以可以观察到红棕色颜色加深；

(3)据图可知X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增加，所以X、Y为反应物，Z为生成物，相同时间内△n(X)：△n(Y):△n(Z)=(1.0-0.4)mol：(1.0-0.8)mol：(0.5-0.1)mol=3:1:2，所以反应方程式为3X(g)＋Y(g)2Z(g)。