Question

【題目】將2molSO2和1molO2混合置于體積可變，壓強恒定的密閉容器中，在一定溫度下發生如下反應：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H＜0，當反應進行到時間t1點時達到平衡狀態，測得混合氣體總物質的量為2.1mol．試回答下列問題：

（1）若平衡時，容器體積為aL，寫出該反應的平衡常數為：K=__________（用含a的代數式表示）

（2）反應進行到t1時，SO2的體積分數為_______________；

（3）若在t1時充入一定量的氬氣（Ar），SO2的物質的量將________（填“增大”、“減小”或“不變”）；

（4）若在t1時升溫，重新達到平衡狀態，新平衡混合物中氣體的總物質的量____2.1mol（填“＜”、“＞”或“=”），簡單說明原因：____________。

（5）若t1達到平衡后，保持容器的體積不再變化。再加入0.2molSO2、0.1molO2和1.8molSO3，此時v逆________v正 （填“＜”、“＞”或“=”）。

（6）一定溫度下，在三個容積相同的恒容密閉容器中按不同方式投入反應物，發生反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)（正反應放熱），測得反應的相關數據如下：

	容器1	容器2	容器3
反應溫度T/K	700	700	800
反應物投入量	2 mol SO2、1 mol O2	4 mol SO3	2 mol SO2、1 mol O2
平衡v正(SO2)/ mol·L－1·s－1	v1	v2	v3
平衡c(SO3)/mol·L－1	c1	c2	c3
平衡體系總壓強p/Pa	p1	p2	p3
物質的平衡轉化率α	α1(SO2)	α2(SO3)	α3(SO2)
平衡常數K	K1	K2	K3

用“＜”、“＞”或“=”填入下列橫線上：

c2______2c1，v1______v2；K1_____K3，p2____2p3；α1(SO2)_____α3(SO2)；α2(SO3)＋α3(SO2)_______1

Answer 1

【答案】810a 9.52% 增大 ＞ 正反應放熱，升溫，平衡逆向移動，氣體的物質的量增大 ＜ ＞ ＜ ＞ ＜ ＞ ＜

【解析】

（1）平衡時，體積為aL，

由題可知，(2-2x)+(1-x)+2x=2.1，解得x=0.9，則；

（2）由（1）分析可知，反應進行到t1時，SO2的體積分數為；

（3）該反應在恒壓裝置中進行，充入氬氣，氬氣不參加反應，因此容器體積將增大，容器內反應物總壓將減小，平衡將向氣體體積增大的方向移動，即平衡將逆向移動，SO2的物質的量將增大；

（4）該反應正向為放熱反應，升高溫度，平衡將向吸熱反應方向移動，即平衡將逆向移動，達到新平衡混合物中氣體的總物質的量大于2.1mol；

（5）恒容條件下，再加入0.2molSO2、0.1molO2和1.8molSO3，，反應將正向進行，v逆＜v正；

（6）由題中表格信息可知，容器2建立的平衡相當于容器1建立平衡后再將容器的容積縮小為原來的(相當于壓強增大為原來的2倍)后平衡移動的結果，由于加壓，化學反應速率加快，則v1＜v2；由于平衡右移，則α1(SO2)＜α2(SO2)，根據勒夏特列原理可得c2＞2c1，p1＜p2＜2p1；容器3中建立的平衡相當于容器1建立的平衡升溫后平衡移動的結果。升高溫度，化學反應速率加快，則v1＜v3；由于平衡左移，則α1(SO2)＞α3(SO2)，c1＞c3。由于溫度升高，氣體物質的量增加，故p3＞p1。對于特定反應，平衡常數僅與溫度有關，溫度升高，題給平衡左移，平衡常數減小，則K1＝K2＞K3，由以上分析可知c2＞2c1，p1＜p2＜2p1，p1＜p3，則p2＜2p3，v1＜v3，α1(SO2)＞α3(SO2)，因為c2＞2c1，c1＞c3，則c2＞2c3。若容器2的容積是容器1的2倍，則兩者建立的平衡完全相同，根據平衡特點，此時應存在α1(SO2)＋α2(SO3)＝1，由于容器2的平衡相當于容器1的平衡加壓，故α2(SO3)將減小，則α1(SO2)＋α2(SO3)＜1，結合α1(SO2)＞α3(SO2)，則α2(SO3)＋α3(SO2)＜1。