题目内容

在一定温度下,把2 mol SO2和1 mol O2通入一个一定容积的密闭容器里,发生如下反应: ,当此反应进行到一定程度时,反应混合物就处于化学平衡状态。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完全相同。请填写下列空白:

(1)若a=0,b=0,则c=________。

(2)若a=0.5,b=________和c=________。

(3)a、b、c取值必须满足的一般条件是(请用两个方程式表示,其中一个只含a和c,另一个只含b和c):                               。

 

答案:
解析:

(1)    c=2

(2)    b=0.25,c=1.5

(3)    a+c=2,2b+c=2


提示:

对于平衡状态的建立,只与条件相关,即与温度、压强(或容器的容积)、反应物或生成物的起始量的相对关系有关,而与反应进行的方向无关。因此,对于该条件下的反应,初始态是2 mol SO2和1 mol O2的混合物,或是2 mol纯净的SO3,两者是等价的,最终达到的平衡状态完全相同。因此(1)中答案应为c=2。而(2)中初始态包含了三种气态物质,此时需要进行思维转换,将初始物质的加入量转换为相当于a=2,b=1,就可以达到题设的平衡状态。现在a=0.5,则b==0.25,此时与题干所设初始态的差别是Δa=2-0.5=1.5,Δb=1-0.25=0.75,由此SO3的初始加入量c必须转化为等效于a=1.5和b=0.75的量,根据该反应方程式系数比推断知c=1.5。(3)中要求将具体问题抽象为普遍规律,此时必须把握“把所有初始物都转换为反应物,则必须相当于2 mol SO2和1 mol O2的混合物,把所有的初始物转换为生成物,则必须相当于2 mol纯净的SO3”。才能得出正确结论:必须同时满足:a+c=2和2b+c=2两个关系式。

 


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