Question

将2molSO₂和1molO₂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)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）若平衡时，容器体积为aL，写出该反应的平衡常数为：K=__________（用含a的代数式表示）

（2）反应进行到t₁时，SO₂的体积分数为_______________；

（3）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”）；

（4）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“=”），简单说明原因：____________。

（5）若t₁达到平衡后，保持容器的体积不再变化。再加入0.2molSO₂、0.1molO₂和1.8molSO₃，此时v_逆________v_正 （填“＜”、“＞”或“=”）。

（6）一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)（正反应放热），测得反应的相关数据如下：

	容器1	容器2	容器3
反应温度T/K	700	700	800
反应物投入量	2 mol SO2、1 mol O2	4 mol SO3	2 mol SO2、1 mol O2
平衡v正(SO2)/ mol·L^－^1·s^－^1	v1	v2	v3
平衡c(SO3)/mol·L^－^1	c1	c2	c3
平衡体系总压强p/Pa	p1	p2	p3
物质的平衡转化率α	α1(SO2)	α2(SO3)	α3(SO2)
平衡常数K	K1	K2	K3

用“＜”、“＞”或“=”填入下列横线上：

c₂______2c₁，v₁______v₂；K₁_____K₃，p₂____2p₃；α₁(SO₂)_____α₃(SO₂)；α₂(SO₃)＋α₃(SO₂)_______1

Answer

810a 9.52% 增大 ＞ 正反应放热，升温，平衡逆向移动，气体的物质的量增大 ＜ ＞ ＜ ＞ ＜ ＞ ＜

【解析】

（1）平衡时，体积为aL，

由题可知，(2-2x)+(1-x)+2x=2.1，解得x=0.9，则；

（2）由（1）分析可知，反应进行到t1时，SO2的体积分数为；

（3）该反应在恒压装置中进行，充入氩气，氩气不参加反应，因此容器体积将增大，容器内反应物总压将减小，平衡将向气体体积增大的方向移动，即平衡将逆向移动，SO2的物质的量将增大；

（4）该反应正向为放热反应，升高温度，平衡将向吸热反应方向移动，即平衡将逆向移动，达到新平衡混合物中气体的总物质的量大于2.1mol；

（5）恒容条件下，再加入0.2molSO2、0.1molO2和1.8molSO3，，反应将正向进行，v逆＜v正；

（6）由题中表格信息可知，容器2建立的平衡相当于容器1建立平衡后再将容器的容积缩小为原来的(相当于压强增大为原来的2倍)后平衡移动的结果，由于加压，化学反应速率加快，则v1＜v2；由于平衡右移，则α1(SO2)＜α2(SO2)，根据勒夏特列原理可得c2＞2c1，p1＜p2＜2p1；容器3中建立的平衡相当于容器1建立的平衡升温后平衡移动的结果。升高温度，化学反应速率加快，则v1＜v3；由于平衡左移，则α1(SO2)＞α3(SO2)，c1＞c3。由于温度升高，气体物质的量增加，故p3＞p1。对于特定反应，平衡常数仅与温度有关，温度升高，题给平衡左移，平衡常数减小，则K1＝K2＞K3，由以上分析可知c2＞2c1，p1＜p2＜2p1，p1＜p3，则p2＜2p3，v1＜v3，α1(SO2)＞α3(SO2)，因为c2＞2c1，c1＞c3，则c2＞2c3。若容器2的容积是容器1的2倍，则两者建立的平衡完全相同，根据平衡特点，此时应存在α1(SO2)＋α2(SO3)＝1，由于容器2的平衡相当于容器1的平衡加压，故α2(SO3)将减小，则α1(SO2)＋α2(SO3)＜1，结合α1(SO2)＞α3(SO2)，则α2(SO3)＋α3(SO2)＜1。