Question

在一定溫度下，向一個容積不變的容器中，加入3molSO₂和2molO₂ 及固體催化劑，使之反應．2SO₂（g）+O₂ （g）?2SO₃（g）；△H=-196.6kJ/mol．平衡時容器內氣體壓強為起始時的90%．此時
Ⅰ、加入3molSO₂和2molO₂ 發(fā)生反應，達到平衡時，放出的熱量為

 

．
Ⅱ、保持同一反應溫度，在相同的容器中，將起始物質的量改為amolSO₂、bmolO₂、cmolSO₃（g），欲使平衡時SO₃的體積分數為

2

9

，
①達到平衡時，Ⅰ與Ⅱ放出的熱量

 

（填序號）．
A、一定相等B、前者一定小C、前者大于或等于后者
②a、b、c必須滿足的關系是（一個用a、c表示，另一個用b、c表示）

 

．
③欲使起始時反應表現(xiàn)為向正反應方向進行，a的取值范圍是：

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,等效平衡

專題：化學平衡專題

分析：Ⅰ根據壓強之比等于物質的量之比計算平衡時混合氣體總的物質的量，再利用差量法計算參加反應的二氧化硫的物質的量，結合熱化學方程式計算放出的熱量；
Ⅱ①根據Ⅰ計算可知，原平衡時SO₃的體積分數為

1mol

4.5mol

=

2

9

，將起始物質的量改為amol SO₂、bmol O₂、cmol SO₃（g）及固體催化劑，平衡時SO₃的體積分數為

2

9

，則與原平衡為等效平衡，但c＞0，Ⅱ參加反應的物質不如Ⅰ多，據此判斷；
②根據等效平衡的思想進行計算；
③欲使起始時反應表現(xiàn)為向正反應方向進行，二氧化硫的物質的量大于平衡時的物質的量，但起始總量不能超過3mol，據此答題；

解答： 解：（1）由題意氣體壓強為起使時的90%，則反應后總的物質的量為起使時的90%，平衡時總物質的量為（3mol+2mol）×90%=4.5mol，則平衡時各組成物質的量變化為：
           2SO₂+O₂?2SO₃ 物質的量減少△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：98.3KJ；
（2）①原平衡時SO₃的體積分數為

1mol

4.5mol

=

2

9

，將起始物質的量改為amol SO₂、bmol O₂、cmol SO₃（g）及固體催化劑，平衡時SO₃的體積分數為

2

9

，將起始物質的量改為amol SO₂、bmol O₂、cmol SO₃（g）及固體催化劑，平衡時SO₃的體積分數仍為

2

9

，則與原平衡為等效平衡，c＞0，Ⅱ參加反應的物質不如Ⅰ多，放熱就少，故答案為：C；
②平衡時SO₃的體積分數仍為

2

9

，則與原平衡為等效平衡，
             2SO₂ +O₂ ?2SO₃
起始Ⅰ3       2    
起始Ⅱa        b        c
折算后的Ⅱa+c      b+c/2     0 
根據等平衡的思想有，a+c=3，b+c/2=2
故答案為：a+c=3，b+c/2=2；
③根據Ⅰ中的計算可知，反應達到平衡時，參加反應的二氧化硫為1mol，則平衡時二氧化硫的物質的量為2mol，欲使起始時反應表現(xiàn)為向正反應方向進行，二氧化硫的物質的量大于平衡時的物質的量，但起始總量不能超過3mol，所以有2＜a≤3，
故答案為：2＜a≤3；

點評：本題為化學平衡和反應熱綜合試題，試題難度較大，注意等效平衡的原理的運用．