Question

8．在10L容器中，加入2mol的SO₂（g）和2mol的NO₂（g），保持溫度恒定，發(fā)生反應(yīng)：SO₂（g）+NO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）．當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，測(cè)得容器中SO₂（g）的轉(zhuǎn)化率為50%．
試求：該溫度下、該容器中，再繼續(xù)加入1mol的SO₂（g），則：
（1）化學(xué)平衡將向正反應(yīng)方向移動(dòng)，預(yù)計(jì)SO₂的轉(zhuǎn)化率將減小，NO₂的轉(zhuǎn)化率將增大；
（2）經(jīng)計(jì)算，當(dāng)達(dá)到新的平衡狀態(tài)時(shí)，容器中SO₂（g）的濃度是0.18mol/L；
（3）整個(gè)過(guò)程中，SO₂的轉(zhuǎn)化率由50%變?yōu)?0%，NO₂的轉(zhuǎn)化率由50%變?yōu)?0%．
（4）計(jì)算結(jié)果給我們的啟示是：增大一種反應(yīng)物物的用量，其轉(zhuǎn)化率將減�。ㄌ睢霸龃蟆薄ⅰ安蛔儭被颉皽p小”）另一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率將增大（填“增大”、“不變”或“減小”）．現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中的意義是：可以通過(guò)增大低成本物質(zhì)的用量，來(lái)提高成本高的反應(yīng)物的利用率．

Answer 1

分析 （1）該溫度下、該容器中，再繼續(xù)加入1mol的SO₂（g），平衡正向移動(dòng)；
（2）在10L容器中，加入2mol的SO₂（g）和2mol的NO₂（g），保持溫度恒定，當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，測(cè)得容器中SO₂（g）的轉(zhuǎn)化率為50%，轉(zhuǎn)化的SO₂為2mol×50%=1mol，則：
            SO₂（g）+NO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
起始量（mol）：2      2        0        0
轉(zhuǎn)化量（mol）：1      1        1        1
平衡量（mol）：1      1        1        1
再根據(jù)K=$\frac{c（S{O}_{3}）×c（NO）}{c（S{O}_{2}）×c（N{O}_{2}）}$計(jì)算平衡常數(shù)；
再繼續(xù)加入1mol的SO₂（g），等效為開(kāi)始加入3mol的SO₂（g）和2mol的NO₂（g），設(shè)平衡時(shí)容器中SO₂（g）的濃度是xmol/L，表示出其它組分的平衡濃度，再根據(jù)平衡常數(shù)列方程計(jì)算；
（3）SO₂、NO₂起始物質(zhì)的量之比為1：1，又按物質(zhì)的量1：1反應(yīng)，二者轉(zhuǎn)化率相等，根據(jù)計(jì)算（2）計(jì)算可知新平衡時(shí)SO₂的轉(zhuǎn)化率、NO₂的轉(zhuǎn)化率；
（4）增大一種反應(yīng)物的用量，其轉(zhuǎn)化率將減小，另一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率將增大，現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中的意義是：可以通過(guò)增大低成本物質(zhì)的用量，來(lái)提高成本高的反應(yīng)物的利用率．

解答 解：（1）該溫度下、該容器中，再繼續(xù)加入1mol的SO₂（g），平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，SO₂的轉(zhuǎn)化率將減小，NO₂的轉(zhuǎn)化率將增大，
故答案為：正反應(yīng)；減小；增大；
（2）在10L容器中，加入2mol的SO₂（g）和2mol的NO₂（g），保持溫度恒定，當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，測(cè)得容器中SO₂（g）的轉(zhuǎn)化率為50%，轉(zhuǎn)化的SO₂為2mol×50%=1mol，則：
             SO₂（g）+NO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
起始量（mol）：2      2         0       0
轉(zhuǎn)化量（mol）：1      1         1        1
平衡量（mol）：1      1         1        1
平衡常數(shù)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
再繼續(xù)加入1mol的SO₂（g），等效為開(kāi)始加入3mol的SO₂（g）和2mol的NO₂（g），設(shè)平衡時(shí)容器中SO₂（g）的濃度是xmol/L，則：
               SO₂（g）+NO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
起始量（mol/L）：0.3    0.2       0       0
轉(zhuǎn)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，
故答案為：0.18；
（3）SO₂、NO₂起始物質(zhì)的量之比為1：1，又按物質(zhì)的量1：1反應(yīng)，二者轉(zhuǎn)化率相等，故NO₂的轉(zhuǎn)化率為50%；新平衡時(shí)SO₂的轉(zhuǎn)化率=$\frac{0.12mol/L}{0.3mol/L}$×100%=40%、NO₂的轉(zhuǎn)化率=$\frac{0.12mol/L}{0.2mol/L}$×100%=60%；
故答案為：40；50；60；
（4）增大一種反應(yīng)物的用量，其轉(zhuǎn)化率將減小，另一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率將增大，現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中的意義是：可以通過(guò)增大低成本物質(zhì)的用量，來(lái)提高成本高的反應(yīng)物的利用率，
故答案為：減小；增大；低成本物質(zhì)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡有關(guān)計(jì)算，涉及平衡常數(shù)計(jì)算及應(yīng)用，掌握三段式解題法在化學(xué)平衡計(jì)算中應(yīng)用，注意平衡常數(shù)有關(guān)應(yīng)用．