【问题】 $t^{\circ}\mathrm{C}$时,将$2molSO_{2}$和$1molO_{2}$通入体积为$1L$的恒温恒容密闭容器中,发生如下反应:$2SO_{2}\left(g\right)+O_{2}\left(g\right)\rightleftharpoons 2SO_{3}\left(g\right)$,$2\min $时反应达到平衡,此时测得反应物$O_{2}$还剩余$0.8mol$,请填写下列空白:(1)从反应开始到化学平衡,生成$SO_{3}$的平均反应速率为___;平衡时$SO_{2}
$t^{\circ}\mathrm{C}$时,将$2molSO_{2}$和$1molO_{2}$通入体积为$1L$的恒温恒容密闭容器中,发生如下反应:$2SO_{2}\left(g\right)+O_{2}\left(g\right)\rightleftharpoons 2SO_{3}\left(g\right)$,$2\min $时反应达到平衡,此时测得反应物$O_{2}$还剩余$0.8mol$,请填写下列空白:(1)从反应开始到化学平衡,生成$SO_{3}$的平均反应速率为___;平衡时$SO_{2}$的转化率___。(2)下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是___。$A$.容器内压强不再发生变化$B.SO_{2}$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$2nmolSO_{2}$的同时消耗$nmolO_{2}$$E$.相同时间内消耗$2nmolSO_{2}$的同时生成$ nmolO_{2}$$F$.用$SO_{2}$、$O_{2}$、$SO_{3}$表示的反应速率之比为$2:1:2$$G$.混合气体密度不再改变$H$.混合气体的平均相对分子质量不再改变$\left(3\right)t^{\circ}\mathrm{C}$时,若将物质的量之比为$2:1$的$SO_{2}$和$O_{2}$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$20\%$,$SO_{2}$的转化率为___。
正确答案:
(1)还剩余$0.8 mo1$氧气可知:反应消耗$0.4mol SO_{2}$和$0.2mol O_{2}$,生成$0.4mol SO_{3}$,
三氧化硫的反应速率为$v\left(SO_{3}\right)=\dfrac{\triangle c}{\triangle t}=\dfrac{\dfrac{0.4mol}{2L}}{2\min }=0.1mol\cdot L^{-1}\cdot \min ^{-1}$,
$SO_{2}$转化率$=\dfrac{消耗量}{起始量}
题目解析:
(1)还剩余0.8 mo1氧气可知:反应消耗0.4mol SO2和0.2mol O2,生成0.4mol SO3,三氧化硫的平均反应速率v=
,根据平衡时SO2转化率=△c △t
×100%计算;消耗量 起始量
(2)化学平衡状态的标志:正反应速率等于逆反应速率,平衡混合物中各组成成分的含量不变来判断;
(3)反应前后气体体积减少为反应氧气的量分析计算,t℃时,若将物质的量之比n(SO2):n(O2)=2:1的混合气体通入一个恒温恒压的密闭容器中,设二氧化硫物质的量为2mol,氧气物质的量为1mol,反应达到化学平衡时,混合气体体积减少了20%,则反应的氧气体积为(2+1)×20%=0.6mol。
点评:
本题考查学生化学平衡的判断和化学平衡的移动以及热化学知识,题目难度中等,要求学生掌握判断平衡状态的方法,试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识解决实际问题的能力。