Question

2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）；△H=-196.6kJ/mol．在一定温度下，向一个容积不变的容器中，通入3mol SO₂和2mol O₂及固体催化剂，使之反应．平衡时容器内气体压强为起始时的90%．此时
（1）加入3mol SO₂和2mol O₂发生反应，达到平衡时，放出的热量为

98.3kJ

．
（2）保持同一反应温度，在相同的容器中，将起始物质的量改为amol SO₂、bmol O₂、cmol SO₃（g）及固体催化剂，欲使起始时反应表现为向正反应方向进行，且平衡时SO₃的体积分数为2/9，a的取值范围是

2＜a≤3

．
（3）保持同一反应温度，在相同的容器中，将起始物质的量改为3mol SO₂、6mol O₂、3mol SO₃（g）及固体催化剂，则平衡

不

移动．（填“正向、不、逆向或 无法确定是否）

Answer 1

分析：（1）根据压强之比等于物质的量之比计算平衡时混合气体总的物质的量，再利用差量法计算参加反应的二氧化硫的物质的量，结合热化学方程式计算放出的热量；
（2）根据（1）计算可知，原平衡时SO₃的体积分数为

1mol

4.5mol

=

2

9

，将起始物质的量改为amol SO₂、bmol O₂、cmol SO₃（g）及固体催化剂，平衡时SO₃的体积分数为

2

9

，则与原平衡为等效平衡，计算原平衡时二氧化硫的物质的量，欲使起始时反应表现为向正反应方向进行，则a应大于原平衡状态时二氧化硫的物质的量，结合极限法判断；
（3）假定体积为VL，利用三段式计算原平衡时各组分的物质的量，进而计算平衡常数，将起始物质的量改为3mol SO₂、6mol O₂、3mol SO₃（g）及固体催化剂，计算此时的浓度商，与平衡常数比较判断反应进行方向．

解答：解：（1）由题意气体压强为起使时的90%，则反应后总的物质的量为起使时的90%，平衡时总物质的量为（3mol+2mol）×90%=4.5mol，则平衡时各组成物质的量变化为：
  2SO₂+O₂?2SO₃ 物质的量减少△n
  2    1    2              1
1mol  0.5mol 1mol  （3mol+2mol）-4.5mol=0.5mol
此时放出的热量为196.6KJ×

0.5mol

1mol

=98.3KJ，
故答案为：98.3；
（2）原平衡时SO₃的体积分数为

1mol

4.5mol

=

2

9

，将起始物质的量改为amol SO₂、bmol O₂、cmol SO₃（g）及固体催化剂，平衡时SO₃的体积分数为

2

9

，则与原平衡为等效平衡，则a+c=3  b+0.5c=2，由（1）计算可知，平衡时二氧化硫的物质的量为3mol-1mol=2mol，欲使起始时反应表现为向正反应方向进行，则2＜a≤3，
故答案为：2＜a≤3；
（3）由题意气体压强为起使时的90%，则反应后总的物质的量为起使时的90%，平衡时总物质的量为（3mol+2mol）×90%=4.5mol，则平衡时各组成物质的量变化为：
           2SO₂+O₂?2SO₃
开始（mol）：3    2   0
变化（mol）：1   0.5  1
平衡（mol）：2   1.5  1
假定体积为VL，则k=

( 1 V )2

( 2 V )2× 1.5 V

=

V

6

，将起始物质的量改为3mol SO₂、6mol O₂、3mol SO₃（g）及固体催化剂，此时的浓度商Qc=

( 3 V )2

( 3 V )2× 6 V

=

V

6

，等于平衡常数，处于平衡状态，平衡不移动，
故答案为：不．

点评：本题为化学平衡和反应热综合试题，试题难度较大，（3）中反应进行方向判断为易错点、难点，注意掌握化学平衡常数的运用．