Question

8．在10L容器中，加入2mol的SO₂（g）和2mol的NO₂（g），保持温度恒定，发生反应：SO₂（g）+NO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）．当达到平衡状态时，测得容器中SO₂（g）的转化率为50%．
试求：该温度下、该容器中，再继续加入1mol的SO₂（g），则：
（1）化学平衡将向正反应方向移动，预计SO₂的转化率将减小，NO₂的转化率将增大；
（2）经计算，当达到新的平衡状态时，容器中SO₂（g）的浓度是0.18mol/L；
（3）整个过程中，SO₂的转化率由50%变为40%，NO₂的转化率由50%变为60%．
（4）计算结果给我们的启示是：增大一种反应物物的用量，其转化率将减小（填“增大”、“不变”或“减小”）另一反应物的转化率将增大（填“增大”、“不变”或“减小”）．现实生产中的意义是：可以通过增大低成本物质的用量，来提高成本高的反应物的利用率．

Answer 1

分析 （1）该温度下、该容器中，再继续加入1mol的SO₂（g），平衡正向移动；
（2）在10L容器中，加入2mol的SO₂（g）和2mol的NO₂（g），保持温度恒定，当达到平衡状态时，测得容器中SO₂（g）的转化率为50%，转化的SO₂为2mol×50%=1mol，则：
            SO₂（g）+NO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
起始量（mol）：2      2        0        0
转化量（mol）：1      1        1        1
平衡量（mol）：1      1        1        1
再根据K=$\frac{c（S{O}_{3}）×c（NO）}{c（S{O}_{2}）×c（N{O}_{2}）}$计算平衡常数；
再继续加入1mol的SO₂（g），等效为开始加入3mol的SO₂（g）和2mol的NO₂（g），设平衡时容器中SO₂（g）的浓度是xmol/L，表示出其它组分的平衡浓度，再根据平衡常数列方程计算；
（3）SO₂、NO₂起始物质的量之比为1：1，又按物质的量1：1反应，二者转化率相等，根据计算（2）计算可知新平衡时SO₂的转化率、NO₂的转化率；
（4）增大一种反应物的用量，其转化率将减小，另一反应物的转化率将增大，现实生产中的意义是：可以通过增大低成本物质的用量，来提高成本高的反应物的利用率．

解答 解：（1）该温度下、该容器中，再继续加入1mol的SO₂（g），平衡向正反应方向移动，SO₂的转化率将减小，NO₂的转化率将增大，
故答案为：正反应；减小；增大；
（2）在10L容器中，加入2mol的SO₂（g）和2mol的NO₂（g），保持温度恒定，当达到平衡状态时，测得容器中SO₂（g）的转化率为50%，转化的SO₂为2mol×50%=1mol，则：
             SO₂（g）+NO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
起始量（mol）：2      2         0       0
转化量（mol）：1      1         1        1
平衡量（mol）：1      1         1        1
平衡常数K=$\frac{c（S{O}_{3}）×c（NO）}{c（S{O}_{2}）×c（N{O}_{2}）}$=$\frac{0.1×0.1}{0.1×0.1}$=1
再继续加入1mol的SO₂（g），等效为开始加入3mol的SO₂（g）和2mol的NO₂（g），设平衡时容器中SO₂（g）的浓度是xmol/L，则：
               SO₂（g）+NO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
起始量（mol/L）：0.3    0.2       0       0
转化量（mol/L）：0.3-x  0.3-x     0.3-x    0.3-x
平衡量（mol/L）：x      x-0.1     0.3-x    0.3-x
所以$\frac{（0.3-x）×（0.3-x）}{x×（x-0.1）}$=1，解得x=0.18，
故答案为：0.18；
（3）SO₂、NO₂起始物质的量之比为1：1，又按物质的量1：1反应，二者转化率相等，故NO₂的转化率为50%；新平衡时SO₂的转化率=$\frac{0.12mol/L}{0.3mol/L}$×100%=40%、NO₂的转化率=$\frac{0.12mol/L}{0.2mol/L}$×100%=60%；
故答案为：40；50；60；
（4）增大一种反应物的用量，其转化率将减小，另一反应物的转化率将增大，现实生产中的意义是：可以通过增大低成本物质的用量，来提高成本高的反应物的利用率，
故答案为：减小；增大；低成本物质．

点评 本题考查化学平衡有关计算，涉及平衡常数计算及应用，掌握三段式解题法在化学平衡计算中应用，注意平衡常数有关应用．