Question

19．如圖，將4mol SO₂和2mol O₂混合氣體置于恒壓密閉容器中，在一定溫度下發(fā)生如下反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0．該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，測得氣體的總物質(zhì)的量為4.2mol．回答：
（1）在達(dá)到平衡狀態(tài)A的容器中通入少量O₂，體系中SO₂的體積分?jǐn)?shù)減小（填“增大”或“減小”或“不變”），若要使SO₂的體積分?jǐn)?shù)再變到與平衡狀態(tài)A相同，可采取的措施有：通入適量SO₂或者給體系升溫．
（2）在該平衡狀態(tài)時(shí)，n（SO₃）=3.6mol
（3）若起始時(shí)加入1.2mol SO₂、0.6molO₂和xmolSO₃，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，各氣體的體積分?jǐn)?shù)與上述平衡狀態(tài)相同，x的取值范圍為任意值
（4）若反應(yīng)開始時(shí)V（逆）＞V（正），達(dá)到上述平衡狀態(tài)時(shí)，氣體的總物質(zhì)的量仍為4.2mol，則起始時(shí)n（SO₃）的取值范圍是3.6＜n（SO₃）≤4．

Answer 1

分析 （1）恒溫恒壓下，通入少量O₂能使平衡正向移動(dòng)并能提高SO₂轉(zhuǎn)化率，導(dǎo)致體系中SO₂的體積分?jǐn)?shù)減小，若要使SO₂的體積分?jǐn)?shù)再變至與原平衡狀態(tài)A相同，可通入適量SO₂，或給體系升溫使平衡逆向移動(dòng)；
（2）依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算，設(shè)生成三氧化硫物質(zhì)的量為2x，根據(jù)平衡時(shí)混合氣體總物質(zhì)的量為2.4mol列式計(jì)算得到三氧化硫物質(zhì)的量；
（3）等壓容器中，若起始時(shí)a=1.2mol，b=0.6mol，a：b=2：1，等于起始時(shí)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；
（4）若原平衡狀態(tài)A是在恒溫恒容下達(dá)到的，達(dá)到的平衡狀態(tài)與A相同，按化學(xué)計(jì)量數(shù)完全轉(zhuǎn)化到左邊滿足n（SO₂）=4mol、n（O₂）=2mol，要使反應(yīng)開始時(shí)向逆方向進(jìn)行，則c應(yīng)大于原平衡時(shí)三氧化硫物質(zhì)的量，若二氧化硫、氧氣為0時(shí)，可以確定c的最大值．

解答 解：（1）在達(dá)到平衡狀態(tài)A的容器中再通入少量O₂，瞬間增大氧氣的濃度，能使平衡正向移動(dòng)并能提高SO₂轉(zhuǎn)化率，導(dǎo)致體系中SO₂的體積分?jǐn)?shù)減小，若要使SO₂的體積分?jǐn)?shù)再變至與原平衡狀態(tài)A相同，可通入適量SO₂，或給體系升溫使平衡逆向移動(dòng)；
故答案為：減小；通入適量SO₂；給體系升溫；
（2）設(shè)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)生成三氧化硫物質(zhì)的量為2x，
                 2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），△H＜0
起始（mol） 4              2                0
變化（mol） 2x             x               2x
平衡（mol） 4-2x          2-x            2x
則：（4-2x）+（2-x）+2x=4.2，
解得：x=1.8mol，即在該平衡狀態(tài)時(shí)n（SO₃）=3.6 mol，
故答案為：3.6mol；
（3）等壓容器中，若起始時(shí)1.2mol SO₂、0.6mol O₂和x mol SO₃，二氧化硫和氧氣的物質(zhì)的量之比是2：1，等于起始時(shí)加入的：4mol SO₂和2mol O₂的量的比值，反應(yīng)2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0產(chǎn)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(zhuǎn)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(dá)到平衡后各氣體的體積分?jǐn)?shù)與平衡狀態(tài)A相同，
故答案為：任意值；
（4）若原平衡狀態(tài)A是在恒溫恒容下達(dá)到的，達(dá)到的平衡狀態(tài)與A相同，按化學(xué)計(jì)量數(shù)完全轉(zhuǎn)化到左邊滿足n（SO₂）=4mol、n（O₂）=2mol，要使反應(yīng)開始時(shí)向逆方向進(jìn)行，則c＞3.6，SO₂和O₂的量均為0，c有值最大時(shí)，4molSO₂、2molO₂完全轉(zhuǎn)化可以得到4molSO₃，則起始時(shí)n（SO₃）的取值范圍是：3.6＜n（SO₃）≤4，
故答案為：3.6＜n（SO₃）≤4．

點(diǎn)評 本題考查了化學(xué)平衡的計(jì)算，題目難度中等，明確化學(xué)平衡及其影響為解答關(guān)鍵，注意掌握三段式在化學(xué)平衡計(jì)算中的應(yīng)用，試題培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)計(jì)算能力．