Question

将2mol SO₂和1mol O₂混合置于体积可变，压强恒定的密闭容器中，在一定温度下发生如下反应：2SO₂（g）+O₂（g）

催化剂

△

2SO₃（g），△H＜0，当反应进行到时间t₁点时达到平衡状态，测得混合气体总物质的量为2.1mol．试回答下列问题：
（1）反应进行到t₁时，SO₂的物质的量是多少？写出简要计算过程：
（2）若在t₁时充入一定量的氩气（Ar），SO₂的物质的量将

 

（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）若在t₁时升温，重新达到平衡状态，新平衡混合物中气体的总物质的量

 

2.1mol（填“＜”、“＞”或“=”），并简单说明原因

 

．
（4）若其它条件不变，在t₁时再加入0.2mol SO₂、0.1mol O₂和1.8mol SO₃，则SO₂的体积分数

 

（填“增大”、“减小”或“不变”）．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）依据化学平衡三段式列式计算，设消耗氧气物质的量为x，结合三段式计算混合气体总物质的量为2.1mol计算得到消耗氧气物质的量，得到二氧化硫物质的量；
（2）压强恒定的密闭容器中加入惰性气体，保持恒压，体积增大，压强减小，平衡向气体体积增大的方向进行；
（3）反应是放热反应，升温平衡向吸热反应方向进行分析判断；
（4）恒压条件下，在t₁时再加入0.2molSO₂、0.1molO₂和1.8molSO₃，与原平衡是等效平衡．

解答： 解：（1）设反应达到平衡时氧气消耗了x mol，
                2SO₂（g）+O₂（g） 

催化剂 .

△

2SO₃（g），△H＜0
开始时：（mol）    2.0    1.0          0
消耗了：（mol）    2x      x           2x
平衡时：（mol）   2.0-2x  1.0-x        2x    
2.0-2x+1.0-x+2x=2.1
x=0.9 mol 则SO₂为0.2 mol；
答：设反应达到平衡时氧气消耗了x mol，
（2）体积可变，压强恒定的密闭容器中充入一定量的氩气（Ar），体积增大，反应物的分压减小，所以平衡向体积增大的方向移动，即向逆反方向移动，所以SO₂的物质的量增大，故答案为：增大；
（3）已知该反应的正方向为放热反应，所以升高温度平衡逆移，逆方向为物质的量增大的方向，所以新平衡混合物中气体的总物质的量＞2.1mol，
故答案为：＞；升高温度反应向吸热反应方向进行，即化学平衡向逆反应方向移动，气体的总物质的量增大；
（4）恒压条件下，在t₁时再加入0.2molSO₂、0.1molO₂和1.8molSO₃，极值转化为反应物2mol SO₂和1mol O₂混合，与原平衡是等效平衡，则SO₂的体积分数不变；
故答案为：不变．

点评：本题考查了平衡移动、化学平衡图象等，难度中等，本题要注意对等效平衡的分析．