Question

将2 mol SO₂和1 mol O₂混合置于体积可变、压强恒定的密闭容器中，在一定温度下发生如下反应：2SO₂（g）+O₂(g) 2SO₃（g）;ΔH＜0,当反应进行到时间t₁时达到平衡状态，测得混合气体的总物质的量为2.1 mol。完成下列问题：

（1）反应进行到t₁时，SO₂的体积分数为____________。

（2）若在t₁时充入一定量的氩气（Ar），SO₂的物质的量将____________（填“增大”“减小”或“不变”）。

（3）若在t₁时升温，重新达到平衡状态，新平衡的混合物中气体的总物质的量____________2.1 mol(填“＜”“＞”或“=”＝，并简单说明原因_________________________。

（4）若其他条件不变，在t₁时再加入0.2 mol SO₂、0.1  mol O₂和1.8 mol SO₃，在下图中作出从t₀→t₁→t₂这段时间内SO₂的物质的量的变化曲线。

Answer 1

（1）9.5% 

（2）增大

（3）＞  升高温度，反应向吸热方向进行，即平衡向逆反应方向移动，气体的总物质的量增大

（4）如下图所示（注：t₀到t₁只要起点在坐标（0，2），平衡点在坐标（t₁,0.2）处的示意图均给分；t₁和t₂是平行于时间轴的直线，起点必须在（t₁,0.4））

解析：（1）

             2SO₂    +    O₂    2SO₃

起始       2 mol        1 mol               0

转化       xmol         mol           x mol

平衡    （2-x）mol  (1-) mol     x mol

据题意：（2-x） mol+(1-) mol+x mol=2.1 mol

x=1.8

则t₁时SO₂的体积分数=×100%=9.5%。

（2）在恒温、恒压下，充入氩气气体体积增大，平衡向逆方向移动，SO₂的物质的量将增大。

（3）升温、平衡向逆方向移动，即向气体体积增大的方向移动，即气体的总物质的量将增大。