在3个初始温度均为T℃的密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) (正反应放热)。下列说法正确的是
容器编号 | 容器类型 | 初始体积 | 起始物质的量/mol | 平衡时SO3物质的量/mol | ||
SO2 | O2 | SO3 | ||||
I | 恒温恒容 | 1.0 L | 2 | 1 | 0 | 1.6 |
II | 绝热恒容 | 1.0 L | 2 | 1 | 0 | a |
III | 恒温恒压 | 0.5 L | 0 | 0 | 1 | b |
A.a<1.6
B.b>0.8
C.平衡时v正(SO2):v(I)<v(II)
D.若起始时向容器I中充入1.0 molSO2(g)、0.20 mol O2(g)和4.0molSO3(g),则反应将向正反应方向进行
AC
【详解】
A.II与I初始投入量相同,II为绝热恒容容器,该反应为放热反应,故II随着反应的进行,容器内气体温度升高,平衡时相当于对I容器升高温度,升高温度化学平衡向吸热的逆反应方向移动,则平衡时SO3的物质的量比I小,即a<1.6,A正确;
B.对于I中反应,开始时n(SO2)=2 mol,n(O2)=1 mol,平衡时n(SO3)=1.6 mol,若容器III反应是在恒温恒容下进行,其等效开始状态是n(SO2)=1 mol,n(O2)=0.5 mol,物质的量是I的一半,容器的容积也是I的一半,则二者为等效开始状态,平衡时各种物质的含量相同,则平衡时SO3的物质的量是0.8 mol,但由于该反应的正反应是气体体积减小的反应,反应III是在恒温恒压下进行,反应从逆反应方向开始,反应发生使气体的压强增大,为维持压强不变,相当于在I平衡的基础上扩大容器的容积而导致减小压强,减小压强化学平衡逆向移动,因此反应III中达到平衡时SO3的物质的量比0.8 mol要少,即b<0.8 mol,B错误;
C.II为绝热容器,随着反应的进行容器内气体的温度升高,温度升高反应速率加快,则平衡时的正反应速率:平衡时v正(SO2):v(I)<v(II),C正确;
D.对于反应I,由于容器的容积是1 L,则开始时c(SO2)=2 mol÷1 L=2 mol/L,c(O2)=1 mol÷1 L=1 mol/L,平衡时c(SO3)=1.6 mol÷1 L=1.6 mol/L,根据物质反应转化关系可知平衡时,c(SO2)=2 mol/L-1.6 mol/L=0.4 mol/L,c(O2)=1 mol/L-0.5×1.6 mol/L=0.2 mol/L,该反应的化学平衡常数K=,若开始时向I中加入1.0 mol SO2(g)、0.20 mol O2(g)和4.0 mol SO3(g),由于容器的容积是1 L,则c(SO2)=1.0 mol/L,c(O2)=0.20 mol/L,c(SO3)= 4.0 mol/L,则Qc==K,因此反应恰好处于平衡状态,既不向正反应方向移动,也不向逆反应方向移动,D错误;
答案选AC。
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一定温度下,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的SO2和O2,发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。反应过程中测定的部分数据见下表(表中t1<t2),下列说法正确的是
反应时间/min | n(SO2)/mol | n(O2)/mol |
0 | 0.10 | 0.060 |
t1 | 0.012 | |
t2 | 0.016 |
A.反应在0~t1min内的平均速率为v(SO3)=mol/(L·min)
B.保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.10molSO3和0.010molO2,达到平衡时,n(SO2)=0.012mol
C.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(SO2)=0.0070mol·L-1,则反应的ΔH>0
D.相同温度下,起始时向容器中充入0.012molSO2、0.010molO2和0.088molSO3,则反应达到平衡前:v(逆)>v(正)