Question

【题目】反应2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）在容积为2L的密闭容器中进行，初始时向容器里充入4molSO2和2mol18O2，在T1和T2温度下，SO3的物质的量与时间关系如图所示。请回答下列问题：

（1）反应后18O原子存在于哪些物质中___（填化学式）。

（2）上述反应的温度T1___ T2（填“＞”“＜”或“=”）。

（3）若温度T2时，5min后反应达到平衡，SO2的转化率为90%，则：

①平衡时体系内所含物质总的物质的量为___。

②平衡时SO3的浓度为___。

③下列说法不正确的是___。

A．如在该反应体系中加入适当的催化剂，可加快化学反应速率

B．其它条件相同时，该反应在T1时生成SO3的速率比T2时的小

C．该反应到达平衡时，体系内各组分的体积分数保持不变

D．若密闭容器中混合气体密度不变，则该反应达到化学平衡状态

Answer 1

【答案】SO2、O2、SO3 ＜ 4.2mol 1.8molL-1 D

【解析】

(1)根据该反应为可逆反应分析判断；

(2)根据T2建立平衡需要的时间短，反应速率快分析判断；

(3)若温度T2时，5min后反应达到平衡，SO2的转化率为90%，转化的二氧化硫为4mol×90%=3.6mol，结合三段式分析计算，据此分析解答①和②；③A．使用催化剂加快反应速率；B．温度高，反应速率快；C．平衡时，各组分的含量、浓度均不变；D.根据2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的反应特点分析判断。

(1)该反应为可逆反应，含氧元素的物质均存在18O原子，则反应后18O原子存在于SO2、O2、SO3中，故答案为：SO2、O2、SO3；

(2)由图可知，T2的时间短，反应速率快，先建立平衡，则T2大，可知T1＜T2，故答案为：＜；

(3)若温度T2时，5min后反应达到平衡，SO2的转化率为90%，转化的二氧化硫为4mol×90%=3.6mol，则

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

开始(mol) 4 2 0

转化(mol) 3.6 1.8 3.6

平衡(mol) 0.4 0.2 3.6

①平衡时物质的量为0.4mol+0.2mol+3.6mol=4.2mol，故答案为：4.2mol；

②平衡时SO3的浓度为=1.8molL-1，故答案为：1.8molL-1；

③A．使用催化剂加快反应速率，则在该反应体系中加入适当的催化剂，可加快化学反应速率，故A正确；B．温度高，反应速率快，则其它条件相同时，该反应在T1时生成SO3的速率比T2时的小，故B正确；C．平衡时，各组分的含量、浓度均不变，则反应到达平衡时，体系内各组分的体积分数保持不变，故C正确；D.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在容积为2L的密闭容器中进行，气体的质量m、气体的体积V均不变，则密度始终不变，因此密度不变不能判定是否为平衡状态，故D错误；故选D。