单选题
433.在一定条件下,在2L的密闭容器中充入2mo1SO2和一定量的02,发生反应
433.在一定条件下,在2L的密闭容器中充入2mo1SO2和一定量的02,发生反应
,进行到4min时,测得n[SO2]=0.4mol,若反应进行到2min时,容器中n[S02]为[ ]mol。
A
1.6
B
1.2
C
大于1.6
D
小于1.2
答案解析
正确答案:D
解析:
**解析:**
1. **分析反应速率的变化规律**
化学反应速率通常与反应物的浓度成正比。随着反应的进行,反应物($SO_2$ 和 $O_2$)不断被消耗,其浓度逐渐降低,因此正反应速率也会随之逐渐减小。这意味着在相同的时间间隔内,反应前期消耗的反应物量要多于反应后期消耗的量。
2. **计算前4分钟的平均消耗量**
* 初始时刻 ($t=0$):$n(SO_2) = 2 \text{ mol}$
* 4分钟时 ($t=4$):$n(SO_2) = 0.4 \text{ mol}$
* 前4分钟内 $SO_2$ 的总消耗量 $\Delta n = 2 - 0.4 = 1.6 \text{ mol}$
3. **推导2分钟时的物质的量范围**
* 如果反应速率是恒定不变的(即匀速反应),那么前2分钟消耗的 $SO_2$ 应该是前4分钟总消耗量的一半,即 $\frac{1.6}{2} = 0.8 \text{ mol}$。此时剩余 $SO_2$ 为 $2 - 0.8 = 1.2 \text{ mol}$。
* 然而,实际上反应速率是**逐渐减慢**的。前2分钟内的平均反应速率大于后2分钟(2min到4min)内的平均反应速率。
* 因此,前2分钟消耗的 $SO_2$ 量一定**大于**总消耗量的一半(即大于 $0.8 \text{ mol}$)。
* 设前2分钟消耗的 $SO_2$ 为 $\Delta n_{0-2}$,则 $\Delta n_{0-2} > 0.8 \text{ mol}$。
* 2分钟时剩余的 $SO_2$ 量为:$n(SO_2)_{2min} = 2 - \Delta n_{0-2}$。
* 因为 $\Delta n_{0-2} > 0.8$,所以 $2 - \Delta n_{0-2} < 2 - 0.8 = 1.2 \text{ mol}$。
4. **结论**
反应进行到2min时,容器中 $n(SO_2)$ 应小于 $1.2 \text{ mol}$。
故正确答案为 **D**。
相关知识点:
反应进程中物质浓度变化
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