Question

（2011?焦作一模）在某温度下、容积均为1L的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温恒容，使之发生反应：2SO₂（g）+O₂（g） 2SO₃（g）△H=-196kJ/mol．初始投料与各容器达平衡时的有关数据如下：

实验	甲	乙	丙
初始投料	2molSO21molO2	2molSO3	4molSO22molO2
平衡时n（SO3）	1.6mol	n2	n3
反应的能量变化	放出Q1kJ	吸收Q2kJ	放出Q3kJ
体系的压强	P1	P2	P3
反应物的转化率	α1	α2	α3

（1）若初始投入amolSO₂、bmolO₂和cmolSO₃，在相同条件下，要达到与甲相同的化学平衡，则a、c与b、c间应满足的代数关系式为

a+c=2

、

b+

c

2

=1

．
（2）该温度下此反应的平衡常数值为

80

，若在相同温度条件下起始投入0.1molSO₂、0.1molO₂、0.3molSO₃，则反应开始时正逆反应速率的大小关系是V_正

＜

V _逆
（3）三个容器中的反应分别达平衡时各组数据关系正确的是

ABD

A．α₁+α₂=1             B．Q₁+Q₂=196           C．α₃＜α₁
D．P₃＜2P₁=2P₂E．n₂＜n₃＜3.2mol          F．Q₃=2Q₁
（4）如图表示甲反应在t₁时刻达到化学平衡，在t₂时刻因改变某个条件而发生变化的情况，则t₂时刻改变的条件可能是

降低温度

或

充入氧气

．

Answer 1

分析：（1）从等效平衡的角度分析；
（2）根据k=

c2(SO3)

c2(O2)×c2(SO2)

，并根据平衡常数判断反应的平衡移动方向；
（3）从等效平衡的角度分析；
（4）t₂时平衡向正反应方向移动．

解答：解：（1）若初始投入amolSO₂、bmolO₂和cmolSO₃，在相同条件下，要达到与甲相同的化学平衡，
则amolSO₂、bmolO₂和cmolSO₃相当于2molSO₂和1molO₂，达到同一平衡状态，
则       2SO₂（g）+O₂（g） 2SO₃（g）
状态1：2mol       1mol            0
状态2：amol       bmol            cmol
则应有a+c=2，b+

c

2

=1，
故答案为：a+c=2； b+

c

2

=1；
（2）达到平衡时，平衡时n（SO₃）=1.6mol，
则     2SO₂（g）+O₂（g） 2SO₃（g）
起始：2mol      1mol             0
转化：1.6mol     0.8mol           1.6mol
平衡：0.4mol     0.2mol           1.6mol
则：k=

c2(SO3)

c2(O2)×c2(SO2)

=

1．62

0．42×0.2

=80，
若在相同温度条件下起始投入0.1molSO₂、0.1molO₂、0.3molSO₃，
则Q_c=

0．32

0．12×0.1

=90＞80，平衡向逆反应方向移动，则正反应速率小于逆反应速率，
故答案为：80；＜；
（3）甲容器反应物投入2molSO₂、1molO₂与乙容器反应物投入2mol SO₃在保持恒温、恒容情况下是等效平衡，平衡时SO₃的物质的量n₂=1.6mol、p₁=p₂、α₁+α₂=1、Q₁+Q₂能量总变化相当于2molSO₂、1molO₂完全转化成2mol SO₃的能量，即吸放热Q₁+Q₂数值上就等于196kJ；甲容器反应物投入量2molSO₂、1molO₂与丙容器反应物投入量4molSO₂2molO₂，若恒温且丙容器容积是甲容器2倍，则甲容器与丙容器也是等效平衡，然而现在是温度、容积相同的3个密闭容器，我们可以当成是在恒温且容积是甲容器两倍条件下，体积受到了压缩，原反应正向气体体积减少，由平衡移动原理，则相较于甲容器（或假设状况）而言，丙容器平衡向逆向移动，也就是说，丙容器的转化率比甲容器还要低一些．
因此α₁+α₂=1、Q₁+Q₂=196；α₃＞α₁；P₃＜2P₁=2P₂、n₃＜n₂＜3.2mol、Q₃＞2Q₁，故答案为：ABD；
（4）t₂时平衡向正反应方向移动，三氧化硫浓度增大，二氧化硫浓度减小，可减低温度或充入氧气能实现反应的转化关系，
故答案为：降低温度；充入氧气．

点评：本题主要考查的是化学平衡中的等效平衡问题，等效平衡为在一定条件下（恒温恒容或恒温恒压），对同一可逆反应体系，起始时加入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含量相同，做题时注意从思路的转化．