Question

将2molSO₂和1molO₂在一密闭容器中，于一定条件下发生反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），达到平衡后，生成了amolSO₃．
（1）达到平衡时SO₃的体积分数是

 

 （用字母a的表达式表示）．
（2）若该反应是在恒温恒压的密闭容器中进行的．现加入4molSO₂和2molO₂，达到平衡后SO₃的物质的量为

 

mol （用字母a表示）．此时SO₃在反应混合气中的体积分数

 

（填“增大”、“减小”或“不变”）
（3）若该反应是在恒温恒容的密闭容器中进行的．
①若要使反应达到相同的平衡状态，可改为加入

 

molSO₃，或b molSO₃和

 

molSO₂和

 

molO₂的混合物．
②现加入4molSO₂和2molO₂，达到平衡后SO₃的物质的量[n（SO₃）]的取值范围是

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡的影响因素

专题：化学平衡专题

分析：利用三段式进行计算，
             2SO₂+O₂?2SO₃
开始 （mol）  2   1   　　　　　 0
转化（mol）  a  

1

2

a    　　　　 a
平衡 （mol） 2-a 1-

1

2

a  　　  　  a
（1）利用体积之比等于物质的量之比可算出体积分数；
（2）在恒温恒压的密闭容器中加入4molSO₂和2molO₂与加入2molSO₂和1molO₂互为等效平衡，所以平衡时前者SO₃的物质的量为后者的2倍，而SO₃的体积分数与后者相同，据此答题；
（3）①在恒温恒容的密闭容器中进行的等效平衡必须是完全等效，即将反应中的所有物质全部折算成反应物，起始总量应当相同，据此答题；
②在恒温恒容的密闭容器中加入4molSO₂和2molO₂，达到平衡后，由于压强增大平衡正向移动，所以与加入2molSO₂和1molO₂相比，平衡时前者SO₃的物质的量为后者的2倍还要多一点，但由于该反应为可逆反应，生成的三氧化硫最多不能达到4mol，据此答题；

解答： 解：利用三段式进行计算，
             2SO₂+O₂?2SO₃
开始 （mol）  2   1   　　　　　 0
转化（mol）  a  

1

2

a    　　　　 a
平衡 （mol） 2-a 1-

1

2

a  　　  　  a
（1）利用体积之比等于物质的量之比可知达到平衡时SO₃的体积分数为

a

2-a +1- 1 2 a+a

=

2a

6-a

，故答案为：

2a

6-a

；
（2）在恒温恒压的密闭容器中加入4molSO₂和2molO₂与加入2molSO₂和1molO₂互为等效平衡，所以平衡时前者SO₃的物质的量为后者的2倍，而SO₃的体积分数与后者相同，故答案为：2a，不变；
（3）①在恒温恒容的密闭容器中进行的等效平衡必须是完全等效，即将反应中的所有物质全部折算成反应物，起始总量应当相同，
根据化学方程式计算，
             2SO₂+O₂?2SO₃
开始 （mol）  2   1   　　　　　 0
折算后（mol） 0   0              2
另外bmol三氧化硫可折算成bmol二氧化硫和0.5mol氧气，根据完全等效的思想，可知要达到与起始2molSO₂和1molO₂相同体积分数，除了b mol三氧化硫外还需要二氧化硫为（2-b）mol，需要氧气（1-0.5b）mol，故答案为：2，2-b，1-0.5b；
②在恒温恒容的密闭容器中加入4molSO₂和2molO₂，达到平衡后，由于压强增大平衡正向移动，所以与加入2molSO₂和1molO₂相比，平衡时前者SO₃的物质的量为后者的2倍还要多一点，但由于该反应为可逆反应，生成的三氧化硫最多不能达到4mol，所以达到平衡后SO₃的物质的量[n（SO₃）]的取值范围是2a＜n（SO₃）＜4，故答案为2a＜n（SO₃）＜4；

点评：本题要主要考查了根据化学平衡计算体积分数、等效平衡的思想解决问题，难度中等，解题时关键是要用好等效平衡的思想．