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2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）；△H＜0．該反應達到平衡狀態(tài)時，測得氣體的總物質的量為4.2mol．試回答：
（1）在該平衡狀態(tài)時n（SO₃）=3.6；
（2）若起始時加入1.2mol SO₂、0.6mol O₂和x mol SO₃，達到平衡狀態(tài)后，各氣體的體積分數(shù)與上述平衡狀態(tài)相同，x的取值為≥0的任意值；
（3）若反應開始時的v（逆）＞v（正），達到上述平衡狀態(tài)時，氣體的總物質的量仍為4.2mol．則起始時n（SO₃）的取值范圍是3.6＜c≤4．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)化學平衡三段式列式計算，設生成三氧化硫物質的量為2x，根據(jù)平衡時混合氣體總物質的量為2.4mol列式計算得到三氧化硫物質的量；
（2）等壓容器中，若起始時a=1.2mol，b=0.6mol，a：b=2：1，等于起始時加入的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，若SO₂和O₂的量均為0，則c值最大，利用一邊倒，完全轉化為SO₂和O₂的量分別為2mol和1mol，C為2mol；根據(jù)（1）計算平衡時SO₃的量為1.2mol，則c值應該大于1.2．

解答 解：（1）設反應達到平衡時生成三氧化硫物質的量為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1.2mol SO₂、0.6mol O₂和x mol SO₃，二氧化硫和氧氣的物質的量之比是2：1，等于起始時加入的：4mol SO₂和2mol O₂的量的比值，反應2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0產物只有三氧化硫，無論三氧化硫的量為多少，利用一邊倒的方法，轉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，故達到平衡后各氣體的體積分數(shù)與平衡狀態(tài)A相同，
故答案為：≥0的任意值；
（3）若要使反應開始時向逆反應方向進行，且達到平衡后各氣體的物質的量與平衡狀態(tài)A相同，三氧化硫最小值為（1）中平衡時三氧化硫的物質的量，即大于3.6mol，c值最大時，SO₂和O₂的量均為0，利用一邊倒，完全轉化為SO₂和O₂的量分別為4mol和2mol，C應為4mol，故3.6＜c≤4，故答案為：3.6＜c≤4．

點評 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)了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識解決實際問題的能力．