Question

1．如圖，將4mol SO₂和2mol O₂混合置于體積可變的等壓密閉容器中，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)時(shí)，測(cè)得氣體的總物質(zhì)的量為4.2mol．試回答：
（1）在該平衡狀態(tài)時(shí)n（SO₃）=3.6；
（2）若起始時(shí)加入1.2mol SO₂、0.6mol O₂和x mol SO₃，達(dá)到平衡狀態(tài)后，各氣體的體積分?jǐn)?shù)與上述平衡狀態(tài)相同，x的取值為≥0的任意值；
（3）若反應(yīng)開(kāi)始時(shí)的v（逆）＞v（正），達(dá)到上述平衡狀態(tài)時(shí)，氣體的總物質(zhì)的量仍為4.2mol．則起始時(shí)n（SO₃）的取值范圍是3.6＜c≤4．

Answer 1

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；
（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） $\frac{\underline{催化劑}}{△}$2SO₃（g），△H＜0
起始（mol） 4         2              0
變化（mol） 2x        x              2x
平衡（mol） 4-2x      2-x             2x
（4-2x）+（2-x）+2x=4.2
x=1.8mol 則n（SO₃）=3.6 mol，
故答案為：1.2mol；
（2）等壓容器中，若起始時(shí)1.2mol SO₂、0.6mol O₂和x mol SO₃，二氧化硫和氧氣的物質(zhì)的量之比是2：1，等于起始時(shí)加入的：4mol SO₂和2mol 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(wú)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：≥0的任意值；
（3）若要使反應(yīng)開(kāi)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，三氧化硫最小值為（1）中平衡時(shí)三氧化硫的物質(zhì)的量，即大于3.6mol，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4mol和2mol，C應(yīng)為4mol，故3.6＜c≤4，故答案為：3.6＜c≤4．

點(diǎn)評(píng) 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(wèn)題的能力．