Question

在一定温度下，向一个容器不变的容器中，通入3 mol SO₂和2 mol O₂及固体催化剂，使之反应：2SO₂（g）+O₂(g)2SO₃(g);ΔH=-196.6 kJ·mol^-1。平衡时容器内气体压强为起始时的90%。

Ⅰ.加入3 mol SO₂和2 mol O₂发生反应，达到平衡时放出的热量为___________。

Ⅱ.保持同一反应温度，在相同的容器中，将起始物质的量改为a mol SO₂、b mol O₂、c mol SO₃(g)，欲使平衡时SO₃的体积分数为。

（1）达到平衡时，Ⅰ与Ⅱ放出热量___________（填序号）。

A.一定相等              B.前者一定小           C.前者大于或等于后者

（2）a、b、c必须满足的关系是（一个用a、c表示，另一个用b、c表示）______________。

（3）欲使起始时反应表现为向正反应方向进行，a的取值范围是_______________________。

Answer 1

Ⅰ.98.3 kJ

Ⅱ.(1)C

（2）a+c=3  2b+c=4

（3）2＜a≤3

解析：Ⅰ.2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)    总

起：        3 mol       2 mol             0     5 mol

变：          2x          x                   2x

平：    3 mol-2x    2 mol-x           2x     5 mol-x

据题意有：=90%,得x=0.5 mol。关系式O₂—196.6 kJ,0.5 mol O₂反应掉时放热196.6 kJ×0.5=98.3 kJ。据x=0.5 mol，可知平衡组成为SO₂ 2 mol、O₂ 1.5 mol、SO₃ 1 mol，此时SO₃所占体积分数为。

Ⅱ.(1)a mol SO₂、b mol O₂、c mol SO₃与3 mol SO₂、2 mol O₂、0 mol SO₃建立的平衡状态中SO₃的体积分数都是，则它们的平衡状态完全相同。c=0时，a=3,b=2,Ⅰ与Ⅱ的起始物料完全相同，达同一平衡状态时放出的热量相等。c＞0时，Ⅰ达平衡时反应掉的SO₂和O₂较Ⅱ多，则Ⅰ放出的热量比Ⅱ多。综合而言，Ⅰ放出的热量多于或等于Ⅱ放出的热量。

（2）Ⅰ、Ⅱ两组物料能恰好相互转化。

                    2SO₂  +  O₂    2SO₃

起（mol):        a           b                   c

变（mol）:     ?=c       ?=            ?=c

终（mol）:      3           2                   0

有a+c=3,b+=2。

（3）平衡态中SO₂为2 mol，欲使正向反应达到平衡，起始时SO₂必须多于2 mol，即a＞2。当c=0时，起始时SO₂最多，即a≤3。综合，2＜a≤3。