Question

在一定温度下，把2 mol SO₂和1 mol O₂通入一个一定容积的密闭容器里，发生如下反应：2SO₂+O₂2SO₃，当反应进行到一定程度时，反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中维持温度不变，令a、b、c分别代表初始加入的SO₂、O₂和SO₃的物质的量（mol）。如a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白：

（1）若a=0,b=0,则c=______________。

（2）若a=0.5，则b=_______________和c=______________。

（3）a、b、c必须满足的一般条件是（请用两个方程式表示，其中一个只含a和c，另一个只含b和c）：_________________、__________________。

Answer 1

（1）2  （2）0.25  1.5  （3）a+c=2  b+c/2=1

解析:

（1）是从逆反应开始的，2 mol SO₃与2 mol SO₂和1 mol O₂开始是等效的。（2）是正、逆反应同时开始，0.5 mol SO₂、0.25 mol O₂与0.5 mol SO₃是等效的，再加入1.5 mol SO₃就与起始2 mol SO₃等效了。（3）题中要求“2 mol SO₂+1 mol O₂”与“a mol SO₂+b mol O₂+c mol SO₃”建成等效平衡。从2SO₂+O₂2SO₃知：c mol SO₃c mol SO₂+c/2 mol O₂,所以a mol SO₂+b mol O₂+c mol SO₃(a+c) mol SO₂+(b+c/2) mol O₂,于是a+c=2,b+c/2=1。

评注：几种起始条件要达到同样的化学平衡，通常且简便的方法是“等价转换”。