Question

Ⅰ.在某一容积为2L的密闭容器中，某一反应中A、B、C、D四种气体的物质的量n(mol)随时间t(min)的变化曲线如图所示：

回答下列问题：

(1)该反应的化学方程式为__________

(2)前2min用B的浓度变化表示的化学反应速率为________。在2min时，图像发生改变的原因是________(填字母)。

A.降低温度

B.增大压强

C.增加A的物质的量

D.加入催化剂

Ⅱ.2SO₂(g)＋O₂(g)⇌2SO₃(g)，是工业制硫酸的主要反应之一。

(3)该反应过程的能量变化如图所示：

由图中曲线变化可知，该反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。该反应通常用V₂O₅作催化剂，加入V₂O₅后，改变的是图中的________。(ΔH或E)

(4)在2L绝热密闭容器中投入2mol SO₂和bmol O₂，如图是部分反应物随时间的变化曲线。

①10min时，v(SO₃)＝________。

②反应达到平衡时，SO₂的浓度________。

③下列情况能说明该反应达到化学平衡的是________。

A.v(SO₃)＝2v(O₂)

B.混合气体的相对分子质量不再变化

C.t时刻，体系的温度不再发生改变

D.混合气体的密度保持不变

Answer

4A＋5B⇌6C＋4D 0.125 mol·L－1·min－1 BD 放热 E 0.05 mol·L－1·min－1 0.3 mol·L－1 BC

【解析】

Ⅰ. 结合图示信息，找出反应物和生成物以及各自改变的量，改变值之比即化学计量数值，据此书写该反应的化学方程式；按反应速率的定义v(B)；从图中数据发现2分钟时改变条件使反应速率加快而物质的量不变，结合能加快反应速率的因素来判断原因，据此回答；

Ⅱ.反应物总能量大于生成物总能量，因此反应放热，化学反应中加入催化剂，改变的是反应速率，降低的是活化能，对反应焓变没有影响；参照图提供的数据按定义进行物质的浓度和反应速率，结合平衡状态的特点，判断几个说法是否正确，据此回答；

Ⅰ.(1) 在零到2分钟时间内，A、B的物质的量是减少的，因此它们是反应物，、，C、D的物质的量是增加的，因此它们是生成物，，，则A、B、C、D的物质的量改变值之比为4:5:4:6，从图知，该反应存在限度，是可逆反应，则该反应的化学方程式为：4A＋5B⇌6C＋4D；

(2)2L容器内，前2min 用B的浓度变化为表示的化学反应速率；在2min时，图像发生改变，但曲线是连续的，也就是第2分钟A、B、C、D的物质的量不变，从2分钟到3分钟这一时段内A、B、C、D的物质的量改变幅度大于前2分钟内的变化，即说明反应速率加快了，A.降低温度会使速率变慢，选项A错误；B. 各成分物质的量没有变化，但若缩小体积因此增大压强则可加快反应速率，选项B正确；C. 图像显示A的物质的量不变，选项C错误；D. 加入催化剂能加快反应速率，选项D正确；因此答案为：BD；

Ⅱ. (3)据分析，该反应为放热反应，该化学反应中加入V2O5作催化剂，加快了反应速率，降低了反应的活化能，对反应焓变没有影响，因此加入V2O5后，改变的是图中的E；

(4)在2L绝热密闭容器中投入2mol SO2和bmol O2，如图是部分反应物随时间的变化曲线。

①到10min时，，；

②由图知，反应达到平衡时，SO2的浓度为 ；

③可逆反应2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)，

A. 处于平衡状态时，正反应速率和逆反应速度相等，如v正(SO3)＝v逆(SO3)=2v逆(O2)= 2v正(O2)，而v (SO3)=2v (O2)则不能说明反应达到平衡状态，A错误；

B. 该反应中，气体的分子总数及物质的量会有所改变，故混合气体的相对分子质量也会有所改变，当混合气体的相对分子质量不再变化，说明各成分的物质的量不再变化，故能说明反应达到平衡状态，B正确；

C. 该反应是放热反应，在绝热容器内反应时，体现的温度会有变化，t时刻，体系的温度不再发生改变，说明正逆反应速率相等、各成分的物质的量不再变化，故能说明反应达到平衡状态，C正确；

D. 反应前后气体的质量不变，容器的体积恒定，所以混合气体的密度始终不变，故混合气体的密度保持不变，不能说明反应达到平衡状态，D错误；

答案为BC。