16.在一定溫度下,把2mol SO2和1mol O2通入一個一定容積的密閉容器里,發(fā)生如下反應(yīng):
2SO2+O2 $?_{△}^{催化劑}$ 2SO3;
 當此反應(yīng)進行到一定程度時,反應(yīng)混合物就處于化學平衡狀態(tài).現(xiàn)在該容器中,維持溫度不變,令a、b、c分別代表初始加入的SO2、O2和SO3的物質(zhì)的量(mol).如果a、b、c取不同的數(shù)值,它們必須滿足一定的相互關(guān)系,才能保證達到平衡時反應(yīng)混合物中三種氣體的百分含量仍跟上述平衡時的完全相同.請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />(1)若a=0,b=0,則c=2,
(2)若a=0.5,則b=0.25,c=1.5.
(3)a、b、c取值必須滿足的一般條件是(用兩個方程式表示,其中一個只含a和c,另一個只含b和c):a+c=2,2b+c=2.

分析 對于平衡狀態(tài)的建立,只與條件相關(guān),即與溫度、壓強(或容器的容積)、反應(yīng)物或生成物的起始量的相對關(guān)系有關(guān),而與反應(yīng)進行的方向無關(guān).
因此對于該條件下的反應(yīng),初始態(tài)是2 mol SO2和1 mol O2的混合物,或是2 mol純凈的SO3,兩者是等價的,最終到達的平衡狀態(tài)完全相同.因此(1)中答案應(yīng)為c=2.
而(2)中初始態(tài)包含了三種氣態(tài)物質(zhì),此時需要進行思維轉(zhuǎn)換,將初始物質(zhì)的加入量轉(zhuǎn)換為相當于a=2,b=1,就可以達到題設(shè)的平衡狀態(tài).現(xiàn)在a=0.5,則b═0.25,此時與題干所設(shè)初始態(tài)的差別是△a=2-0.5=1.5,△b=1-0.25=0.75,由此SO3的初始加入量c必須轉(zhuǎn)化為等效于a=1.5和b=0.75的量,根據(jù)該反應(yīng)方程式的化學計量數(shù)比推斷知c=1.5.
(3)中要求將具體問題抽象為普遍規(guī)律,此時必須把握“把所有初始物都轉(zhuǎn)換為反應(yīng)物,則必須相當于2 mol SO2和1 mol O2的混合物,把所有的初始物轉(zhuǎn)換為生成物,則必須相當于2 mol純凈的SO3”.才能得出正確結(jié)論:必須同時滿足a+c=2和2b+c=2兩個關(guān)系式.

解答 解:設(shè)起始時2摩SO2和1摩O2為Ⅰ狀態(tài),其它條件為Ⅱ狀態(tài),溫度不變,體積不變時,
根據(jù)改變起始加入量情況,則只要通過可逆反應(yīng)的化學計量數(shù)比換算(極限假設(shè)轉(zhuǎn)換)成反應(yīng)方程式左(或右)的同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相同即可.利用方程式求解:
(1)2SO2+O2?2SO3
Ⅰ2mol 1mol 0
Ⅱ0   0 cmol
根據(jù)方程式可知:2 mol SO3相當于2 mol SO2和1 mol O2,故c=2 mol.
故答案為:c=2;
(2)2SO2+O2?2SO3
Ⅰ2mol 1mol 0
Ⅱ0.5mol bmol cmol
則有:0.5+c=2;b+$\frac{c}{2}$=1,解之得:b=0.25 mol,c=1.5 mol,
故答案為:b=0.25和c=1.5;
(3)2SO2+O2?2SO3
Ⅰ2mol 1mol 0
Ⅱa   b    c
當SO2和SO3的物質(zhì)的量之和為2 mol時,才能保證反應(yīng)初始SO2的物質(zhì)的量為2mol,即a+c=2mol,此時要求O21mol,那么就有b+0.5c=1mol.
滿足此兩條件方可使平衡與題說平衡完全相同.故答案為:a+c=2;2b+c=2.

點評 本題是對可逆反應(yīng)和化學平衡狀態(tài)的理解以及利用題給信息將化學問題以及內(nèi)在規(guī)律抽象為數(shù)學問題,利用數(shù)學工具解決化學問題的思維能力的綜合考查.做題時注意在定溫(T)、定容(V)條件下,建立的兩平衡體系中不僅同種物質(zhì)的百分含量相等,而且物質(zhì)的量濃度、物質(zhì)的量也分別相等.

練習冊系列答案
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6.下列物質(zhì)中,不能由單質(zhì)直接化合生成的是:( 。
(1)CuS (2)FeS (3)SO3 (4)H2S (5)FeCl2 (6)H2Te.
A.(1)(3)(5)(6)B.(1)(2)(3)(5)C.(1)(2)(4)(5)D.全部

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7.(1)在密閉容器里,通入x mol SO2和y mol O2,發(fā)生化學反應(yīng):
2SO2(g)+O2(g)?2SO3 (g);當其它條件不變時,改變下列條件,反應(yīng)速率將如何改變?(填“增大”“減小”或“不變”)
①降低溫度減;
②當容器容積不變,充入更多的O2增大;
③當容器容積不變,通入氖氣不變.
(2)來自石油的基本化工原料苯和乙烯,都有著十分廣泛的用途.請回答:
④可以用來鑒別苯蒸氣和乙烯的試劑是ABC(填序號).
A.水         B.溴的四氯化碳溶液     C.酸性高錳酸鉀溶液
⑤苯分子具有平面正六邊形結(jié)構(gòu),所有原子共一個平面,則苯分子中在一條直線上的原子最多有4個.
⑥在一定條件下,乙烯能與水發(fā)生加成反應(yīng)生成有機物A,寫出A與Na反應(yīng)的化學方程式2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑.

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4.人們把電子云輪廓圖稱為原子軌道,下列有關(guān)說法錯誤的是( 。
A.s電子的原子軌道都是球形的,2s電子比1s電子能量高且電子云比1s更擴散
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11.下列事實中,不能用勒夏特列原理解釋的是(  )
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18.如圖所示.每個編號代表下列物質(zhì)中的一種物質(zhì),凡是直線相連的兩種物質(zhì)均能發(fā)生化學反應(yīng),供填寫的物質(zhì)有:a.Na2CO3溶液 b  MgSO4溶液  c  BaCl2溶液  d稀硫酸  e 鐵  f Cu(NO32溶液.
圖中編號③代表的物質(zhì)( 。
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5.下表中實線是元素周期表的部分邊界,其中上邊界并未用實線畫出.

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