Question

【题目】在一个容积固定的反应器中，有一可左右滑动的密封隔板，左、右两侧分别进行如下可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)；3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(g)＋4H2(g)。左侧中加入SO2、O2、SO3的物质的量分别为x mol、3.25mol、1mol；右侧中加入9 mol的水蒸气和适量的铁粉（忽略铁粉对容器体积的影响）。当x在一定范围内变化时，均可以通过调节反应器的温度，使两侧反应都达到平衡，并且隔板恰好处于反应器位置2处。请填写以下空白：

（1）若x＝1.5，则左侧反应在起始时向__________（填“正”或“逆”）反应方向进行。欲使反应维持向该方向进行，则x的取值范围是______________。

（2）若x＝2，平衡时混合气中SO2所占的体积分数为______________。欲使起始反应维持向该方向进行，则x的最大值应小于____________。

Answer 1

【答案】（1）逆；1.25＜x＜1.75（2）0.25；3.5

【解析】

试题分析：（1）这两个平衡体系的特点是：第一个反应前后气体的总物质的量发生变化，第二个保持不变，故右边永远是9mol气体，同在一个容器中，同温同压，故气体的物质的量之比等于体积之比。故平衡时，左边为6mol气体；当x=1.5时，左边现在总的物质的量为5.75mol<6mol，因此向逆反应方向进行；若保持该方向，1.25<x<1.75；

（2）根据上述，反应向正反应方向进行了

2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)

起始量（mol） 2 3.25 1

转化量（mol） 2y y 2y

平衡量（mol） 2－2y 3.25－y 1＋2y

平衡总物质的量为6mol，即 2-2y+3.25-y +1+2y= 6mol，解得y =0.25mol，2-2y =1.5，二氧化硫的体积分数=1.5/6=25%。