Question

17．在673K、容积为2L的容器中发生下述反应，2SO₂+O₂?2SO₃，开始时充入8molSO₂和4molO₂．测得各物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示：
（1）反应到平衡时SO₂的转化率为75%．
（2）下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是CDE．（填字母）
A．混合气体中SO₂与O₂的物质的量之比为2：1且保持不变
B．混合气体的总质量不随时间的变化而变化
C．混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
D．单位时间内每消耗2mol SO₂，同时生成1mol O₂
E．混合气体的压强不随时间的变化而变化
F．混合气体的密度不随时间的变化而变化．

Answer 1

分析 在673K、容积为2L的容器中发生下述反应，2SO₂+O₂?2SO₃，开始时充入8molSO₂和4molO₂，达到平衡状态，结合图象分析可知三氧化硫物质的量为6mol，二氧化硫物质的量为2mol，氧气物质的量为1mol，结合化学平衡三段式列式；
              2SO₂+O₂?2SO₃
起始量（mol/L） 4    2    0
变化量（mol/L） 3   1.5    3
平衡量（mol/L） 1    0.5   3 
（1）平衡时SO₂的转化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%；
（2）当反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等（同种物质），各物质的浓度、含量不再改变，以及由此衍生的一些物理量也不变，以此进行判断．

解答 解：开始时充入8molSO₂和4molO₂，达到平衡状态，结合图象分析可知三氧化硫物质的量为6mol，二氧化硫物质的量为2mol，氧气物质的量为1mol，
               2SO₂+O₂?2SO₃
起始量（mol/L） 4    2    0
变化量（mol/L） 3   1.5    3
平衡量（mol/L） 1    0.5   3 
（1）平衡时SO₂的转化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%=$\frac{3mol/L}{4mol/L}$×100%=75%，故答案为：75%；     
（2）2SO₂+O₂?2SO₃，反应是气体体积减小的反应，
A．物质的量和起始量有关，混合气体中SO₂与O₂的物质的量之比为2：1且保持不变，不能说明正逆反应速率相同，不能证明反应达到平衡状态，故A错误；
B．密闭容器中气体质量始终不变，混合气体的总质量不随时间的变化而变化，不能说明反应达到平衡状态，故B错误；
C．反应前后气体物质的量进行，当混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化，说明反应达到平衡状态，故C正确；
D．单位时间内每消耗2mol SO₂，同时生成1mol O₂，说明正逆反应速率相同，反应达到平衡状态，故D正确；
E．反应前后气体物质的量进行，压强之比等于气体物质的量之比，混合气体的压强不随时间的变化而变化，说明反应达到平衡状态，故E正确；
F．混合气体质量不变，体积不变，密度始终不变，混合气体的密度不随时间的变化而变化，不能说明反应达到平衡状态，故F错误；
故答案为：CDE．

点评 本题考查了化学平衡的分析判断和计算应用，平衡标志的理解应用，掌握反应特征和分析方法是解题关键，题目难度中等．