问题 问答题

在20L恒容的密闭容器中,加入3molSO3(g)和1mol氧气,在某温度下使其反应,反应至4min时,氧气的浓度为0.06mol/L,当反应到8min时,反应到达平衡.

(1)0min-4min内生成O2的平均速率v(O2)=______mol/(L•min)

(2)整个过程中,各物质的浓度与时间关系如图所示,则该温度下的平衡常数

K=______

(3)若起始时按下表数据投料,相同温度下达到平衡时,三氧化硫浓度大于0.05mol/L的是______,此时的平衡常数与(2)小题比较______(填“大于”、“小于”或“等于”)

ABCD
SO31mol3mol3mol0mol
SO22mol1.5mol0mol6mol
O22mol1mol0mol5mol
(4)物质的浓度不再改变标志该反应已达平衡,下列还可以说明该反应已达平衡的是______(填序号)

①体系内压强不再改变

②容器内气体的密度不再改变

③混合气体的平均分子量不再改变

④V(SO3)=2V(O2

⑤n(SO3):n(O2):n(SO2)=2:1:2.

答案

(1)根据反应速率之比等于化学计量数之比,则有v(O2)=2v(SO3)=2×

△c(SO3)
△T
=
0.15mol/L-0.10mol/L
4min
=0.025mol•L-1•min-1,故答案为:0.025mol•L-1•min-1

(2)k=

c(O2c2(SO2)
c2(SO3)
=
0.1mol/L×(0.1mol/L)2
(0.05mol/L)2
=0.4mol•L-1,故答案为:0.4mol•L-1

(3)A、因反应为可逆反应,2molSO2不可能完全转化为SO3,所以相同温度下达到平衡时,三氧化硫浓度小于0.05mol/L;

B、相当于在原来的基础上加入1.5mollSO2,抑制平衡向这反应方向移动,所以相同温度下达到平衡时,三氧化硫浓度大于0.05mol/L;

C、只存在反应物,平等向生成SO2的方向进行,达到平衡时,三氧化硫浓度小于0.05mol/L;

D、6molSO2和5molO2相当于6molSO3和2molO2,相当于在原来的基础上缩小体积,平衡向生成SO3的方向移动,则达到平衡时,三氧化硫浓度大于0.05mol/L;

因反应在相同温度下进行,则平衡常数相同,

故答案为:BD,等于;

(4)①因反应前后气体的计量数之和不相等,则体系内压强不再改变说明达到平衡状态;

②,因容器的体积不变,气体的总质量不变,则无论是否达到平衡状态,容器内气体的密度都不改变,不能用来判断是否达到平衡状态;

③反应前后气体的质量不变,如达到平衡状态,则混合气体的平均分子量不再改变,说明达到平衡状态;

④达到平衡时,正逆反应速率相等,V(SO3)=2V(O2),说明达到平衡状态;

⑤因初始物质的物质的量没有明确,则n(SO3):n(O2):n(SO2)=2:1:2,不能作为判断是否达到平衡状态的依据,

故答案为:①③④.

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