問題詳情:
反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) 在容積為2L的密閉容器中進行,初始時向容器裏充入4molSO2和2mol18O2,在T1和T2温度下,SO3的物質的量與時間關係如圖所示。請回答下列問題:
(1)反應後18O原子存在於哪些物質中___(填化學式)。
(2)上述反應的温度T1___ T2(填“>”“<”或“=”)。
(3)若温度T2時,5min後反應達到平衡,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下列説法不正確的是___。
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
【回答】
(1). SO2、O2、SO3 (2). < (3). 4.2mol (4). 1.8mol•L-1 (5). D
【解析】
【分析】
(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)若温度T2時,5min後反應達到平衡,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.温度高,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。
【詳解】(1)該反應為可逆反應,含氧元素的物質均存在18O原子,則反應後18O原子存在於SO2、O2、SO3中,故*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*為:<;
(3)若温度T2時,5min後反應達到平衡,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*為:4.2mol;
②平衡時SO3的濃度為=1.8mol•L-1,故*為:1.8mol•L-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.温度高,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,故D錯誤;故選D。
知識點:化學反應速率 化學平衡
題型:填空題