Question

將2molSO₂和1molO₂混合置于體積可變，壓強恒定的密閉容器中，在一定溫度下發生如下反應：2SO₂（g）+O₂（g）

催化劑

2SO₃（g），△H＜0，當反應進行到時間t₁點時達到平衡狀態，測得混合氣體總物質的量為2.1mol．試回答下列問題：
（1）反應進行到t₁時，SO₂的體積分數為

 

．
（2）若在t₁時充入一定量的氬氣（Ar），SO₂的物質的量將

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）若在t₁時升溫，重新達到平衡狀態，新平衡混合物中氣體的總物質的量

 

2.1mol（填“＜”、“＞”或“=”），并簡單說明原因

 

．
（4）若其它條件不變，在t₁時再加入0.2molSO₃、0.1molO₂和1.8molSO₃，在圖中作A從t₀→t₁→t₂點這段時間內SO₂的物質的量變化曲線．

Answer 1

分析：（1）根據t₁點時達到平衡狀態，測得混合氣體總物質的量為2.1mol，計算出平衡時二氧化硫的物質的量，再計算出SO₂的體積分數；
（2）體積可變，壓強恒定的密閉容器中充入一定量的氬氣（Ar），體積增大，反應物的分壓減小，根據壓強對平衡的影響分析；
（3）根據溫度對平衡的影響分析；
（4）t₀到t₁時起點在坐標（0，2）、平衡點在坐標（t₁，0.2）處；恒壓條件下，在t₁時再加入0.2molSO₂、0.1molO₂和1.8molSO₃，與原平衡是等效平衡，所以t₁到t₂ 是平行于時間軸的直線，起點必須在（t₁，0.4）據此作圖．

解答：解：（1）設參加反應的二氧化硫為nmol，則
              2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），
初始量（mol）  2        1
轉化量（mol）  n        

n

2

        n
平衡量（mol） 2-n      1-

n

2

       n
已知平衡狀態時，測得混合氣體總物質的量為2.1mol，即：2-n+1-

n

2

+n=2.1mol，解得n=1.8mol，所以t₁時，SO₂的體積分數為

2-1.8

2.1

×100%=9.5%；
故答案為：9.5%；
（2）體積可變，壓強恒定的密閉容器中充入一定量的氬氣（Ar），體積增大，反應物的分壓減小，所以平衡向體積增大的方向移動，即向逆反方向移動，所以SO₂的物質的量增大，故答案為：增大；
（3）已知該反應的正方向為放熱反應，所以升高溫度平衡逆移，逆方向為物質的量增大的方向，所以新平衡混合物中氣體的總物質的量＞2.1mol，
故答案為：＞；升高溫度反應向吸熱反應方向進行，即化學平衡向逆反應方向移動，氣體的總物質的量增大；
（4）t₀到t₁時起點在坐標（0，2）、平衡點在坐標（t₁，0.2）處；恒壓條件下，在t₁時再加入0.2molSO₂、0.1molO₂和1.8molSO₃，與原平衡是等效平衡，所以t₁到t₂ 是平行于時間軸的直線，起點必須在（t₁，0.4），圖象為：

故答案為：．

點評：本題考查了平衡移動、化學平衡圖象等，難度中等，本題作圖時要注意對等效平衡的分析．