Question

将2.0mol SO₂气体和2.0mol SO₃气体混合于固定体积的密闭容器中，在一定条件下发生反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），达到平衡时SO₃为n mol．在相同温度下，分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质，平衡时SO₃等于n mol的是（　　）

• A、1.6 mol SO₂+0.3 mol O₂+0.4 mol SO₃
• B、4.0 mol SO₂+2.0 mol O₂
• C、2.0 mol SO₂+1.0 mol O₂+2.0 mol SO₃
• D、3.0 mol SO₂+0.5 mol O₂+1.0 mol SO₃

Answer 1

考点：等效平衡

专题：化学平衡专题

分析：2mol三氧化硫转化成反应物相当于2mol二氧化硫、1mol氧气，则2.0mol SO₂气体和2.0mol SO₃相当于加入了4mol二氧化硫、1mol氧气；
恒温恒压条件下，“按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质，平衡时SO₃等于n mol”，说明两个平衡互为等效平衡，由于该反应的两边气体的计量数不相等，若要互为等效平衡，按照计量数将各物质转化成二氧化硫、氧气，满足：n（SO₂）=4mol、n（O₂）=1mol，据此对各选项进行判断．

解答： 解：反应2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）两边的计量数不相等，在恒温恒容条件下，改变各物质组成后重新达到平衡时，SO₃的物质的量仍然等于n mol，需要满足加入的各物质的物质的量量与最初物质的物质的量量相等即可；2mol三氧化硫转化成反应物相当于2mol二氧化硫、1mol氧气，则2.0mol SO₂气体和2.0mol SO₃相当于加入了4mol二氧化硫、1mol氧气，按照计量数将各物质转化成二氧化硫、氧气，满足n（SO₂）=4mol、n（O₂）=1mol即可，
A.1.6 mol SO₂+0.3 mol O₂+0.4 mol SO₃，0.4mol三氧化硫相当于0.4mol二氧化硫、0.2mol氧气，n（SO₂）=2mol、n（O₂）=0.5mol，不满足n（SO₂）=4mol、n（O₂）=1mol，两个反应不是等效平衡，故A错误；
B.4.0 mol SO₂+2.0 mol O₂，不满足n（SO₂）=4mol、n（O₂）=1mol，两个反应不属于等效平衡，达到平衡时三氧化硫浓度不是nmol，故B错误；
C.2.0 mol SO₂+1.0 mol O₂+2.0 mol SO₃，2mol三氧化硫转化成反应物，相当于2mol二氧化硫、1mol氧气，则n（SO₂）=4mol、n（O₂）=2mol，不满足n（SO₂）=4mol、n（O₂）=1mol，所以两个反应不是等效平衡，故C错误；
D.3.0 mol SO₂+0.5 mol O₂+1.0 mol SO₃，1mol三氧化硫相当于1mol二氧化硫、0.5mol氧气，则n（SO₂）=4mol、n（O₂）=2mol，该反应为原反应互为等效平衡，达到平衡时一定满足n（SO₂）=nmol，故D正确；
故选D．

点评：本题考查了等效平衡知识，题目难度中等，注意掌握判断等效平衡的方法：（1）恒温、恒容条件下：换算为方程式同一半边物质后，起始投料相同；完全等效（相同等效）；（2）恒温、恒容条件下，若反应前、后气体体积相等：换算为方程式同一边物质后，起始投料符合同一比例；为不完全等效；（3）恒温、恒压条件下：换算为方程式同一边物质后，起始投料符合同一比例；百分数W%（体积分数、物质的量分数或质量分数）一定相同；为不完全等效．