(4 分)一定温度下,在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同…——2018 高考化学第 15 题答案解析

2018_江苏卷

2018 江苏 第 15 题 单选题 区分题
2018_江苏卷

15.(4 分)一定温度下,在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应 $2 \mathrm { S O } _ { 2 } \mathrm { ( } \mathrm { \textbf { g } ) } + \mathrm { O } _ { 2 } \mathrm { ( } \mathrm { \textbf { g } ) } 2 \mathrm { S O } _ { 3 } \mathrm { ( } \mathrm { \textbf { g } ) }$ (正反应放热),测得反应的相关数据如表:

<table><tr><td colspan="1" rowspan="1"></td><td colspan="1" rowspan="1">容器1</td><td colspan="1" rowspan="1">容器2</td><td colspan="1" rowspan="1">容器3</td></tr><tr><td colspan="1" rowspan="1">应温度 T/K</td><td colspan="1" rowspan="1">700</td><td colspan="1" rowspan="1">700</td><td colspan="1" rowspan="1">800</td></tr><tr><td colspan="1" rowspan="1">反应物投入量</td><td colspan="1" rowspan="1"> $2 \mathrm { m o l } \mathrm { S O } _ { 2 } , \mathrm { ~ l m o l } \mathrm { O } _ { 2 }$ </td><td colspan="1" rowspan="1"> $4 { \mathrm { m o l } } \mathrm { S } { \mathrm { O } } _ { 3 }$ </td><td colspan="1" rowspan="1"> $2 \ \mathrm { m o l } \ \mathrm { S O } _ { 2 } , \ \mathrm { l m o l } \ \mathrm { O } _ { 2 }$ </td></tr><tr><td colspan="1" rowspan="1">平衡 $\mathbf { v } _ { \mathrm { ~ \tiny ~ ~ } } ( \mathbf { S O } _ { 2 } ) \mathbf { \Lambda } / \mathrm { m o l } \cdot$ $\mathrm { L } ^ { - 1 } { \boldsymbol { \cdot } } { \boldsymbol { \mathrm { S } } } ^ { - 1 }$ </td><td colspan="1" rowspan="1"> $\mathbf { v } _ { 1 }$ </td><td colspan="1" rowspan="1"> $\mathbf { v } _ { 2 }$ </td><td colspan="1" rowspan="1"> $\mathbf { v } _ { 3 }$ </td></tr><tr><td colspan="1" rowspan="1">平衡 $\mathrm { ~ c ~ } \left( { \mathrm { S O } } _ { 3 } \right) / { \mathrm { m o l } } { \cdot } \mathrm { L }$ 1</td><td colspan="1" rowspan="1"> $\tau _ { 1 }$ </td><td colspan="1" rowspan="1"> $\mathbf { c } _ { 2 }$ </td><td colspan="1" rowspan="1"> $\mathrm { c } _ { 3 }$ </td></tr><tr><td colspan="1" rowspan="1">平衡体系总压强 $\mathsf { p } / \mathsf { P a }$ </td><td colspan="1" rowspan="1"> $\mathsf { p } _ { 1 }$ </td><td colspan="1" rowspan="1"> ${ \tt p } _ { 2 }$ </td><td colspan="1" rowspan="1">P3</td></tr><tr><td colspan="1" rowspan="1">物质的平衡转化率 $\alpha$ </td><td colspan="1" rowspan="1"> ${ \alpha } _ { 1 } ~ ( { \mathrm { S O } } _ { 2 } )$ </td><td colspan="1" rowspan="1"> ${ \alpha } _ { 2 } \mathrm { ~ ( } { \mathrm { S O } } _ { 3 } \mathrm { ) }$ </td><td colspan="1" rowspan="1"> ${ \alpha } _ { 3 } \mathrm { ~ \ } ( { \bf S } { \bf O } _ { 2 } )$ </td></tr><tr><td colspan="1" rowspan="1">平衡常数K</td><td colspan="1" rowspan="1"> $\mathrm { K } _ { 1 }$ </td><td colspan="1" rowspan="1"> $\mathrm { K } _ { 2 }$ </td><td colspan="1" rowspan="1"> $\mathrm { K } _ { 3 }$ </td></tr></table>

下列说法正确的是( )
A $\mathrm { v } _ { 1 } < \mathrm { v } _ { 2 } , ~ \mathrm { c } _ { 2 } < 2 \mathrm { c } _ { 1 }$
B. $\mathrm { K } _ { 1 } { > } \mathrm { K } _ { 3 } , ~ \mathsf { p } _ { 2 } { > } 2 \mathsf { p } _ { 3 }$
C $\mathrm { v } _ { 1 } { < } \mathrm { v } _ { 3 } , \ \alpha _ { 1 } \ ( \mathrm { S O } _ { 2 } ) \ > \alpha _ { 3 } \ ( \mathrm { S O } _ { 2 } )$
D $\mathbf { c } _ { 2 } { > } 2 \mathbf { c } _ { 3 } , \ \mathbf { \Delta } \alpha _ { 2 } \ \left( \mathbf { S } \mathbf { O } _ { 3 } \right) \ + \alpha _ { 3 } \ \left( \mathbf { S } \mathbf { O } _ { 2 } \right) \ < 1$

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【考点】CP:化学平衡的计算

【分析】A.将I容器中的反应极限化时产生 $2 \mathrm { m o l S O } _ { 3 }$ ,Ⅱ容器是以 $4 \mathrm { m o l S O } _ { 3 }$ 起始,Ⅱ容器相当于Ⅰ容器加压;B.正反应为放热反应,升高温度不利于反应正向进行,恒容容器中,根据理想气体状态方程 $\mathsf { p V } { = } \mathsf { n R T }$ 分析;C.温度升高,化学反应速率加快,正反应吸热,温度升高不利于反应正向进行;D.容器Ⅲ极限化时生成 $2 \mathrm { m o l S O } _ { 2 }$ ,容器Ⅱ相当于容器Ⅲ加压,加压有利于反应向减压方向进行,温度升高不利于反应正向进行。【解答】解:A.将I容器中的反应极限化时产生2molSO<sub>3</sub>,Ⅱ容器是以 $4 \mathrm { m o l S O } _ { 3 }$ 起始,整体来讲Ⅱ容器的物料浓度高于Ⅰ容器中的物料浓度,所以 $\mathbf { v } _ { 1 } < \mathbf { v } _ { 2 }$ ,Ⅱ容器相当于Ⅰ容器加压,若平衡不发生移动,则平衡时有 $\mathtt { c } _ { 2 } = 2 \mathtt { c } _ { 1 }$ ,但加压有利于该反应正向进行,所以$\mathbf { c } _ { 2 } > 2 \mathbf { c } _ { 1 }$ ,故A错误;B.正反应为放热反应,升高温度不利于反应正向进行,所以 ${ \mathrm { K } } _ { 1 } { > } { \mathrm { K } } _ { 3 }$ ,容器中,根据理想气体状态方程 $\mathsf { p V } = \mathsf { n R T }$ ,容器Ⅱ是 $4 \mathrm { m o l S O } _ { 3 }$ 起始反应,容器Ⅲ极限化时生成$2 \mathrm { m o l S O } _ { 2 }$ ,容器Ⅱ相当于容器Ⅲ加压,若平衡不发生移动,则有 $\mathbf { c } _ { 2 } = 2 \mathbf { c } _ { 3 }$ ,但加压有利于反应正向进行,并且容器Ⅱ和容器Ⅲ的温度不等,容器Ⅲ的反应温度高于容器Ⅱ的反应温度,则 $\mathbf { c } _ { 2 } > 2 \mathbf { c } _ { 3 }$ ,而压强关系为 $\vert \frac { p _ { 2 } } { p _ { 3 } } = \frac { c _ { 2 } T _ { 2 } } { c _ { 3 } T _ { 3 } } = \frac { 7 } { 8 } \frac { c _ { 2 } } { c _ { 3 } } \Rightarrow \frac { 7 } { 8 } \times 2 = \frac { 7 } { 4 } ,$ ,则就不一定有 ${ \mathsf p } _ { 2 } >$ $2 { \tt p } _ { 3 }$ ,故B 错误;

C.温度升高,化学反应速率加快,则 $\mathbf { v } _ { 1 } < \mathbf { v } _ { 3 }$ ,正反应吸热,温度升高不利于反应正向进行,则容器Ⅰ中 $\mathrm { S O } _ { 2 }$ 的平衡转化率更高,所以 $\alpha _ { 1 } ~ ( \mathrm { S O } _ { 2 } ) > \alpha _ { 3 } ~ ( \mathrm { S O } _ { 2 } )$ ),故C正确;D.容器Ⅱ是 $4 \mathrm { m o l S O } _ { 3 }$ 起始反应,容器Ⅲ极限化时生成 $2 \mathrm { m o l S O } _ { 2 }$ ,容器Ⅱ相当于容器Ⅲ加压,若平衡不发生移动,则有 $\mathtt { c } _ { 2 } = 2 \mathtt { c } _ { 3 }$ ,但加压有利于反应正向进行,并且容器Ⅱ和容器Ⅲ的温度不等,容器Ⅲ的反应温度高于容器Ⅱ的反应温度,则 $\mathtt { c } _ { 2 } > 2 \mathtt { c } _ { 3 }$ ,若容器Ⅱ不是相对于容器Ⅲ加压,且两容器温度相同,则有 $\alpha _ { 2 } ~ ( \mathrm { S O } _ { 3 } ) ~ + \alpha _ { 3 } ~ ( \mathrm { S O } _ { 2 } ) ~ = 1$ ,但加压有利于反应向减压方向进行,则 ${ \alpha } _ { 2 } \mathrm { ~ ( } { \mathrm { S O } } _ { 3 } \mathrm { ) }$ )减小,温度升高不利于反应正向进行,则 ${ \alpha } _ { 3 } \mathrm { ~ \ } ( \mathrm { S O } _ { 2 } )$ 减小,因此最终 $\alpha _ { 2 } ~ ( \mathrm { S O } _ { 3 } ) ~ + \alpha _ { 3 } ~ ( \mathrm { S O } _ { 2 } ) ~ < 1$ ,故D正确,

【点评】本题考查化学平衡,综合运用等效平衡原理和极限法分析问题是解题的关键,B项是易错点和难点,需借助理想气体状态方程定量说明,作为江苏卷的压轴题,秉承着一贯的风格,具有较大的区分度,是一道难题。

三、非选择题

✅ 来源:2018年 · 江苏 · 2018_江苏卷 · 第 15 题 · 本题已通过全部自动发布校验

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