已知体积为2L的恒容密闭容器中发生反应：2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g），请根据化学反应的有关原理同答下列问题（1）一定条件下，充入2molSO2（g）和2molO2（g），20s后，测得SO2的体积百分含

Question

已知体积为2L的恒容密闭容器中发生反应：2SO₂（g）+O₂（g）⇌2SO₃（g），请根据化学反应的有关原理同答下列问题

（1）一定条件下，充入2mol SO₂（g）和2mol O₂（g），20s后，测得SO₂的体积百分含量为12.5%，则用SO₂表示该反应在这20s内的反应速率为___
（2）下面的叙述可作为判断（1）中可逆反应达到平衡状态依据的是（填序号）___．
①混合气体的密度不变
②混合气体的平均相对分子质量不变
③v_正（SO₂）=2v_正（O₂）   
④各气体的浓度都不再发生变化
（3）图1表示该反应的速率（v）随时间（t）的变化的关系．则下列不同时间段中，SO₃的百分含量最高的是___
A、t₂→t₃              B、t₀→t₁           C、t₅→t₆ D、t₃→t₄
据图分析：你认为t₃时改变的外界条件可能是___；t₆时保持体积不变向体系中充入少量SO₃，再次平衡后SO₂的体积百分含量比t₆时___（填“大”、“小”或“等于”）．
（4）图2中P是可自由平行滑动的活塞．在相同温度时，向A容器中充入4mol SO₃（g），关闭K，向B容器中充入2mol SO₃（g），两容器分别发生反应．已知起始时容器A和B的体积均为aL．试回答：
①反应达到平衡时容器B的体积为1.2a L，容器B中SO₃转化率为___
②若打开K，一段时间后重新达到平衡，容器B的体积为___L（连通管中气体体积忽略不计，且不考虑温度的影响）．

Answer 1

（1）设二氧化硫的转化率为x，则
                   2SO₂（g）+O₂（g）⇌2SO₃（g）
开始（mol）：2           2               0
开始（mol）：2x           x              2x
平衡（mol）：2-2x       2-x            2x
20s后，测得SO₂的体积百分含量为12.5%，相同条件下，气体的 体积分数等于物质的量分数，即：(2-2x)/(2-2x+(2-x)+2x)×100%=12.5%，解得x=0.8，
反应消耗的二氧化硫的物质的量为：2mol×0.8mol=1.6mol，用SO₂表示该反应在这20s内的反应速率为：v（SO₂）=((1.6mol)/(2L))/(20s)=0.04mol/（L•s）；
故答案为：0.04mol/（L•s）；
（2）①混合气体的密度也是时刻不变的，因为反应前后都是气体，质量守恒，而且体积是固定的，故①错误；
②该反应前后质量一定，但是正向是气体物质的量减小的方向，因此这是达到平衡的一个重要标志，故②正确；
③v_正（SO₂）=2v_正（O₂）在这个反应中是不管是否达到平衡状态一直存在，无法判断是否达到平衡状态，故③错误；
④各气体的浓度不再变化时，说明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故④正确；
故选②④；
（3）A、t₂→t₃，在t₁时正逆反应速率都增大，且逆反应速率大于正反应速率，平衡向着逆向移动，说明是升高了温度，三氧化硫的含量减小，小于t₀→t₁；
 B、t₀→t₁ 时反应达到了初始平衡状态；
C、t₅→t₆，正逆反应速率都减小，正反应速率减小的更多，平衡向着逆向移动，说明是减小了压强，三氧化硫的含量减小，小于t₃→t₄，
所以三氧化硫的含量最高的为t₀→t₁；
D、t₃→t₄，正逆反应速率都增大且相等，说明使用了催化剂，化学平衡不移动，三氧化硫的含量不变，与t₂→t₃相等；
t₃时正逆反应速率都增大，且相等，说明使用了催化剂；
t₆时保持体积不变向体系中充入少量SO₃，相当于增大了压强，达到平衡时二氧化硫转化率增大，二氧化硫的百分含量减小，所以再次平衡后SO₂的体积百分含量比t₆时减小，
故答案为：B；加入催化剂；减小；
（4）①反应达到平衡时容器B的体积为1.2a L，B为恒压条件下，容器的容积与气体的物质的量成正比，说明达到平衡时气体的物质的量为反应前的1.2倍，即平衡时混合气体的物质的量为2.4mol，气体物质的量之间了0.2mol，设反应消耗了三氧化硫nmol，则
 2SO₃（g）⇌2SO₂（g）+O₂（g）△n
  2                   2             1       1mol
  n                                         0.4mol
n=0.8mol，三氧化硫的转化率为：(0.8mol)/(2mol)100%=40%，
故答案为：40%；
②若打开K，一段时间后重新达到平衡，在恒温恒压条件下，与向B中进入6mol三氧化硫达到的平衡为等效平衡，所以达到平衡时整个容器的容积为：(6mol)/(2mol)=3.6a，所以容器B的体积为：3.6a-a=2.6a，
故答案为：2.6a．