Question

2．在某恒定温度下，向容积为2L的容器中投入1molSO₂和2molNO₂，发生如下反应：SO₂（g）+NO₂（g）?SO₃（g）+NO（g），平衡时SO₂的物质的量为$\frac{1}{3}$mol，若保持温度和容积不变，向其中增加2molNO₂（g），使反应到达新的平衡，下列说法不正确的是（　　）

• A． 新平衡时SO₂的浓度是0.1mol•L^-1
• B． 新平衡时NO₂的转化率为20%
• C． 新、旧平衡时容器内混合气体的平均相对分子质量之比为5：3
• D． 新、旧平衡时容器内气体的压强之比是5：3

Answer 1

分析 根据反应方程式利用三段式分析
       SO₂（g）+NO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
起始：1mol      2mol         0         0  
转化：$\frac{2}{3}$mol     $\frac{2}{3}$mol        $\frac{2}{3}$mol     $\frac{2}{3}$mol     
平衡：$\frac{1}{3}$mol     $\frac{4}{3}$mol         $\frac{2}{3}$mol    $\frac{2}{3}$mol        
所以平衡常数K=$\frac{\frac{2}{3}×\frac{2}{3}}{\frac{1}{3}×\frac{4}{3}}$=1
增加2molNO₂后
        SO₂（g）+NO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
起始：1mol    4mol      0         0  
转化：x        x        x         x    
平衡：1mol-x  4mol-x       x         x   
根据K=$\frac{{x}^{2}}{（1-x）（4-x）}$=1可知，x=0.8，据此计算转化率、平衡浓度、平均相对分子质量等．

解答 解：根据反应方程式利用三段式分析
       SO₂（g）+NO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
起始：1mol      2mol         0         0  
转化：$\frac{2}{3}$mol     $\frac{2}{3}$mol        $\frac{2}{3}$mol     $\frac{2}{3}$mol     
平衡：$\frac{1}{3}$mol     $\frac{4}{3}$mol         $\frac{2}{3}$mol    $\frac{2}{3}$mol        
所以平衡常数K=$\frac{\frac{2}{3}×\frac{2}{3}}{\frac{1}{3}×\frac{4}{3}}$=1
增加2molNO₂后
        SO₂（g）+NO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
起始：1mol    4mol      0         0  
转化：x        x        x         x    
平衡：1mol-x  4mol-x       x         x   
根据K=$\frac{{x}^{2}}{（1-x）（4-x）}$=1可知，x=0.8，
A、新平衡时SO₂的浓度是$\frac{1-0.8}{2}$mol•L^-1=0.1mol•L^-1，故A正确；
B、新平衡时NO₂的转化率为$\frac{0.8}{4}$×100%=20%，故B正确；
C、该反应为气体物质的量不变的反应，所以新、旧平衡时容器内混合气体的平均相对分子质量之比为$\frac{64+4×46}{5}$：$\frac{64+92}{3}$=49.6：52，故C错误；
D、该反应为气体物质的量不变的反应，所以新、旧平衡时容器内气体的压强之比等于物质的量之比等于5：3，故D正确，
故选C．

点评 本题考查了化学计算分析应用，注意平衡常数在化学平衡计算中的应用，掌握基础是关键，题目难度中等．