Question

如圖所示將2mol SO₂和1mol O₂混合置于體積可變的等壓容器中，在一定溫度下發(fā)生如下反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）；△H＜0．該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)A時(shí)，測得氣體總物質(zhì)的量為2.4mol．若SO₂、O₂、SO₃的起始物質(zhì)的量分別用a、b、c 表示，回答下列問題：
（1）達(dá)平衡狀態(tài)A時(shí)n（SO₃）=

 

，若在達(dá)到平衡狀態(tài)A的容器中再通入少量O₂，體系中SO₂的體積分?jǐn)?shù)

 

（填“增大”或“減小”或“不變”）．
（2）若起始時(shí)a=1.2mol，b=0.6mol，且達(dá)到平衡后各氣體的體積分?jǐn)?shù)與平衡狀態(tài)A相同，則起始時(shí)c的取值為

 

．
（3）若要使反應(yīng)開始時(shí)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，且達(dá)到平衡后各氣體的物質(zhì)的量與平衡狀態(tài)A相同，則起始時(shí)c的取值范圍是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,有關(guān)范圍討論題的計(jì)算

專題：

分析：（1）依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算，設(shè)生成三氧化硫物質(zhì)的量為2x，根據(jù)平衡時(shí)混合氣體總物質(zhì)的量為2.4mol列式計(jì)算得到三氧化硫物質(zhì)的量；
在達(dá)到平衡狀態(tài)A的容器中再通入少量O₂，即增大氧氣的濃度，能使平衡正向移動(dòng)并能提高SO₂轉(zhuǎn)化率，導(dǎo)致體系中SO₂的體積分?jǐn)?shù)減��；
（2）等壓容器中，若起始時(shí)a=1.2mol，b=0.6mol，a：b=2：1，等于起始時(shí)加入的2mol SO₂和1mol O₂的量的比值，二者建立的平衡一定為等效平衡；
（3）起始時(shí)，若SO₂和O₂的量均為0，則c值最大，利用一邊倒，完全轉(zhuǎn)化為SO₂和O₂的量分別為2mol和1mol，C為2mol；
根據(jù)（1）計(jì)算平衡時(shí)SO₃的量為1.2mol，則c值應(yīng)該大于1.2．

解答： 解：（1）設(shè)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)生成三氧化硫物質(zhì)的量為2x，
           2SO₂（g）+O₂（g）

催化劑 .

△

2SO₃（g），△H＜0
起始（mol） 2        1              0
變化（mol） 2x       x              2x
平衡（mol） 2-2x     1-x            2x
（2-2x）+（1-x）+2x=2.4
x=0.6 mol 則n（SO₃）=1.2 mol，
在達(dá)到平衡狀態(tài)A的容器中再通入少量O₂，即增大氧氣的濃度，能使平衡正向移動(dòng)并能提高SO₂轉(zhuǎn)化率，導(dǎo)致體系中SO₂的體積分?jǐn)?shù)減小，
故答案為：1.2mol；減��；
（2）等壓容器中，若起始時(shí)a=1.2mol，b=0.6mol，a：b=2：1，等于起始時(shí)加入的2mol SO₂和1mol O₂的量的比值，反應(yīng)2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0產(chǎn)物只有三氧化硫，無論三氧化硫的量為多少，利用一邊倒的方法，轉(zhuǎn)化為二氧化硫和氧氣的量之比均為2：1，二者建立的平衡一定為等效平衡，故達(dá)到平衡后各氣體的體積分?jǐn)?shù)與平衡狀態(tài)A相同，
故答案為：任意值；
（3）若要使反應(yīng)開始時(shí)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，且達(dá)到平衡后各氣體的物質(zhì)的量與平衡狀態(tài)A相同，c最小值為（1）中平衡時(shí)三氧化硫的物質(zhì)的量，即大于1.2mol，c值最大時(shí)，SO₂和O₂的量均為0，利用一邊倒，完全轉(zhuǎn)化為SO₂和O₂的量分別為2mol和1mol，C應(yīng)為2mol，故1.2＜c≤2，故答案為：1.2＜c≤2．

點(diǎn)評：本題考查了等效平衡的判斷與利用，題目難度較大，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力．