Question

2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）；△H=-196.6kJ/mol．在一定溫度下，向一個容積不變的容器中，通入3mol SO₂和2mol O₂及固體催化劑，使之反應(yīng)．平衡時容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)為起始時的90%．此時
（1）加入3mol SO₂和2mol O₂發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到平衡時，放出的熱量為

98.3kJ

．
（2）保持同一反應(yīng)溫度，在相同的容器中，將起始物質(zhì)的量改為amol SO₂、bmol O₂、cmol SO₃（g）及固體催化劑，欲使起始時反應(yīng)表現(xiàn)為向正反應(yīng)方向進(jìn)行，且平衡時SO₃的體積分?jǐn)?shù)為2/9，a的取值范圍是

2＜a≤3

．
（3）保持同一反應(yīng)溫度，在相同的容器中，將起始物質(zhì)的量改為3mol SO₂、6mol O₂、3mol SO₃（g）及固體催化劑，則平衡

不

移動．（填“正向、不、逆向或 無法確定是否）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比計算平衡時混合氣體總的物質(zhì)的量，再利用差量法計算參加反應(yīng)的二氧化硫的物質(zhì)的量，結(jié)合熱化學(xué)方程式計算放出的熱量；
（2）根據(jù)（1）計算可知，原平衡時SO₃的體積分?jǐn)?shù)為

1mol

4.5mol

=

2

9

，將起始物質(zhì)的量改為amol SO₂、bmol O₂、cmol SO₃（g）及固體催化劑，平衡時SO₃的體積分?jǐn)?shù)為

2

9

，則與原平衡為等效平衡，計算原平衡時二氧化硫的物質(zhì)的量，欲使起始時反應(yīng)表現(xiàn)為向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則a應(yīng)大于原平衡狀態(tài)時二氧化硫的物質(zhì)的量，結(jié)合極限法判斷；
（3）假定體積為VL，利用三段式計算原平衡時各組分的物質(zhì)的量，進(jìn)而計算平衡常數(shù)，將起始物質(zhì)的量改為3mol SO₂、6mol O₂、3mol SO₃（g）及固體催化劑，計算此時的濃度商，與平衡常數(shù)比較判斷反應(yīng)進(jìn)行方向．

解答：解：（1）由題意氣體壓強(qiáng)為起使時的90%，則反應(yīng)后總的物質(zhì)的量為起使時的90%，平衡時總物質(zhì)的量為（3mol+2mol）×90%=4.5mol，則平衡時各組成物質(zhì)的量變化為：
  2SO₂+O₂?2SO₃ 物質(zhì)的量減少△n
  2    1    2              1
1mol  0.5mol 1mol  （3mol+2mol）-4.5mol=0.5mol
此時放出的熱量為196.6KJ×

0.5mol

1mol

=98.3KJ，
故答案為：98.3；
（2）原平衡時SO₃的體積分?jǐn)?shù)為

1mol

4.5mol

=

2

9

，將起始物質(zhì)的量改為amol SO₂、bmol O₂、cmol SO₃（g）及固體催化劑，平衡時SO₃的體積分?jǐn)?shù)為

2

9

，則與原平衡為等效平衡，則a+c=3  b+0.5c=2，由（1）計算可知，平衡時二氧化硫的物質(zhì)的量為3mol-1mol=2mol，欲使起始時反應(yīng)表現(xiàn)為向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則2＜a≤3，
故答案為：2＜a≤3；
（3）由題意氣體壓強(qiáng)為起使時的90%，則反應(yīng)后總的物質(zhì)的量為起使時的90%，平衡時總物質(zhì)的量為（3mol+2mol）×90%=4.5mol，則平衡時各組成物質(zhì)的量變化為：
           2SO₂+O₂?2SO₃
開始（mol）：3    2   0
變化（mol）：1   0.5  1
平衡（mol）：2   1.5  1
假定體積為VL，則k=

( 1 V )2

( 2 V )2× 1.5 V

=

V

6

，將起始物質(zhì)的量改為3mol SO₂、6mol O₂、3mol SO₃（g）及固體催化劑，此時的濃度商Qc=

( 3 V )2

( 3 V )2× 6 V

=

V

6

，等于平衡常數(shù)，處于平衡狀態(tài)，平衡不移動，
故答案為：不．

點(diǎn)評：本題為化學(xué)平衡和反應(yīng)熱綜合試題，試題難度較大，（3）中反應(yīng)進(jìn)行方向判斷為易錯點(diǎn)、難點(diǎn)，注意掌握化學(xué)平衡常數(shù)的運(yùn)用．