Question

6．如圖所示，將 4molSO₂和2molO₂混合置于體積可變的等壓容器中，在一定溫度下發(fā)生如下反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）；△H＜0．該反應(yīng)達到平衡狀態(tài) A 時，測得氣體總物質(zhì)的量為 4.2mol．若SO₂、O₂、SO₃的起始物質(zhì)的量分別用 a、b、c表示，回答下列問題：
（1）在達到平衡狀態(tài)A的容器中通入少量0.1mol O₂，體系中SO₂的體積分?jǐn)?shù)減�。ㄌ睢霸龃蟆被颉皽p小”或“不變”），若要使SO₂的體積分?jǐn)?shù)再變到與平衡狀態(tài)A 相同，可向容器中再加入SO₂：0.2mol
（2）若起始時 a=1.2mol，b=0.6mol，且達到平衡后各氣體的體積分?jǐn)?shù)與平衡狀態(tài) A 相同，則起始時 c的取值為c≥0．
（3）若向原平衡體系中再加入SO₃氣體a mol，保持壓強不變，達到平衡后SO₂氣體的物質(zhì)的量為0.4+0.1amol．

Answer 1

分析 （1）恒溫恒壓下，通入少量0.1mol O₂能使平衡正向移動并能提高SO₂轉(zhuǎn)化率，導(dǎo)致體系中SO₂的體積分?jǐn)?shù)減小，若要使SO₂的體積分?jǐn)?shù)再變至與原平衡狀態(tài)A相同，根據(jù)恒溫恒壓下，只有反應(yīng)物成比例就等效分析判斷；
（2）若起始時a=1.2mol，b=0.6mol，且達到平衡后各氣體的體積分?jǐn)?shù)與平衡狀態(tài)A相同，為等效平衡，恒溫恒壓下，按化學(xué)計量數(shù)完全轉(zhuǎn)化到左邊滿足n（SO₂）：n（O₂）=2：1；
（3）若向原平衡體系中再加入SO₃氣體a mol，相當(dāng)于加入SO₂a mol，O₂0.5a mol，保持壓強不變，則與原平衡成比例等效，根據(jù)平衡狀態(tài) A 時計算剩余二氧化硫的量結(jié)合成比例等效確定達到新平衡后SO₂氣體的物質(zhì)的量．

解答 解：（1）在達到平衡狀態(tài)A的容器中再通入少量0.1mol O₂，瞬間增大氧氣的濃度，能使平衡正向移動并能提高SO₂轉(zhuǎn)化率，導(dǎo)致體系中SO₂的體積分?jǐn)?shù)減小，若要使SO₂的體積分?jǐn)?shù)再變至與原平衡狀態(tài)A相同，則根據(jù)恒溫恒壓下，只有反應(yīng)物成比例就等效，所以可再加入0.2molSO₂；
故答案為：減�。�0.2；
（2）若起始時a=1.2mol，b=0.6mol，二者物質(zhì)的量之比等于起始時加入的2mol SO₂和1mol O₂的物質(zhì)的量之比，而三氧化硫轉(zhuǎn)化得到的SO₂與O₂d的物質(zhì)的量之比也是2：1，則c≥0按化學(xué)計量數(shù)完全轉(zhuǎn)化到左邊滿足n（SO₂）：n（O₂）=2：1，建立的平衡一定為等效平衡，
故答案為：c≥0；
（3）設(shè)原平衡中反應(yīng)的氧氣為xmol，則：
           2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始（mol）：4       2              0
變化（mol）：2x      x            2x
平衡（mol）：4-2x    2-x        2x
則（4-2x）+（2-x）+2x=4.2，
解得x=1.8，故原平衡時SO₂為0.4mol，
若向原平衡體系中再加入SO₃氣體a mol，相當(dāng)于加入SO₂a mol，O₂0.5a mol，保持壓強不變，則與原平衡成比例等效，所以達到平衡后SO₂氣體的物質(zhì)的量為（0.4+0.1a）mol，
故答案為：0.4+0.1a．

點評 本題考查化學(xué)平衡計算，涉及等效平衡問題，關(guān)鍵是理解掌握等效平衡規(guī)律，難度中等．