Question

在一定温度下，向一个容积不变的容器中，加入3molSO₂和2molO₂ 及固体催化剂，使之反应．2SO₂（g）+O₂ （g）?2SO₃（g）；△H=-196.6kJ/mol．平衡时容器内气体压强为起始时的90%．此时
Ⅰ、加入3molSO₂和2molO₂ 发生反应，达到平衡时，放出的热量为

 

．
Ⅱ、保持同一反应温度，在相同的容器中，将起始物质的量改为amolSO₂、bmolO₂、cmolSO₃（g），欲使平衡时SO₃的体积分数为

2

9

，
①达到平衡时，Ⅰ与Ⅱ放出的热量

 

（填序号）．
A、一定相等B、前者一定小C、前者大于或等于后者
②a、b、c必须满足的关系是（一个用a、c表示，另一个用b、c表示）

 

．
③欲使起始时反应表现为向正反应方向进行，a的取值范围是：

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,等效平衡

专题：化学平衡专题

分析：Ⅰ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；
Ⅱ①根据Ⅰ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，但c＞0，Ⅱ参加反应的物质不如Ⅰ多，据此判断；
②根据等效平衡的思想进行计算；
③欲使起始时反应表现为向正反应方向进行，二氧化硫的物质的量大于平衡时的物质的量，但起始总量不能超过3mol，据此答题；

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：98.3KJ；
（2）①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

，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的体积分数仍为

2

9

，则与原平衡为等效平衡，c＞0，Ⅱ参加反应的物质不如Ⅰ多，放热就少，故答案为：C；
②平衡时SO₃的体积分数仍为

2

9

，则与原平衡为等效平衡，
             2SO₂ +O₂ ?2SO₃
起始Ⅰ3       2    
起始Ⅱa        b        c
折算后的Ⅱa+c      b+c/2     0 
根据等平衡的思想有，a+c=3，b+c/2=2
故答案为：a+c=3，b+c/2=2；
③根据Ⅰ中的计算可知，反应达到平衡时，参加反应的二氧化硫为1mol，则平衡时二氧化硫的物质的量为2mol，欲使起始时反应表现为向正反应方向进行，二氧化硫的物质的量大于平衡时的物质的量，但起始总量不能超过3mol，所以有2＜a≤3，
故答案为：2＜a≤3；

点评：本题为化学平衡和反应热综合试题，试题难度较大，注意等效平衡的原理的运用．