题目内容

将4mol SO2与2mol O2放入4L的密闭容器中,在一定条件下反应达到平衡:
2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)  测得平衡时混合物总的物质的量为5mol.现在该容器中,维持温度不变,令a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2、和SO3的物质的量(mol).如果a、b、c取不同的数值,它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到平衡时反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同.请填写下列空白:
(1)此温度下该反应的平衡数 K=
 

(2)平衡时SO2的转化率为
 

(3)若a=0、b=0,则c=
 
,
(4)若a=1,则b=
 
、c=
 
,这时反应向
 
(填正或逆)反应方向进行.
(5)a、b、c 取值必须满足一般的条件是
 
.(用两个方程式表示,一个只含a和c,另一个只含b和c.)
考点:化学平衡的计算
专题:化学平衡专题
分析:根据差量法计算出反应过程中消耗的二氧化硫、氧气及生成的三氧化硫的物质的量,然后计算出平衡时各组分的浓度,根据化学平衡常数表达式计算出该温度下的平衡常数K,根据等效平衡的思想确定abc的范围及判断反应进行的方向.
解答: 解:反应前后气体的物质的量变化为:(4mol+2mol)-5mol=1mol,
根据反应的化学反应方程式:2SO2(g)+O2 (g)?2SO3(g),△n
                         2        1                  2          1
                         2mol     1mol              2mol       1mol
达到平衡时各组分的浓度为:c(SO2)=
4mol-2mol
4L
=0.5mol/L,c(O2)=
2mol-1mol
4L
=0.25mol/L,c(SO3)=
2mol
4L
=0.5mol/L,
(1)该温度下的平衡常数K=
c2(SO3)
c2(SO2)?c(O2)
=
0.52
0.52×0.25
=4,故答案为:4.
(2)平衡时二氧化硫的转化率为
 2mol  
4mol
×100%=50%,故答案为:50%;
(3)2SO2(g)+O2 (g)?2SO3(g)
 起始1         4       2                  0
 起始2         0       0                  4
根据等效平衡思想,该反应为前后计量数变化的反应,所以必须是完全等效,所以c=4,故答案为:4;
(4)当a=1时,根据完全等效的思想,相当于4mol二氧化硫反应用去了3mol,根据反应方程式则有,
        2SO2(g)+O2 (g)?2SO3(g)
 起始1         4       2                  0
 转化     3    1.5                 3
 起始′1       0.5                3
所以b=0.5,c=3
此时c(SO2)=0.25mol/L,c(O2)=0.125mol/L,c(SO3)=0.75mol/L,
Qc=
c2(SO3)
c2(SO2)?c(O2)
=
0.752
0.252×0.125
=72>K=4,所以平衡向逆反应方向移动,
故答案为:0.5;3;逆;
(5)2SO2(g)+O2 (g)?2SO3(g)
  起始(mol)     a        b                  c
 起始′(mol)    a+c     b+
1
2
c                0
根据完全等效的思想有
a+c=4
 b+
1
2
c=2  
,故答案为:
a+c=4
 b+
1
2
c=2  
.
点评:本题考查了化学平衡的计算,题目难度中等,注意掌握利用差量法进行计算的方法,试题有利于培养学生的逻辑推理能力,提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力及化学计算能力.
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