Question

將4mol SO₂與2mol O₂放入4L的密閉容器中，在一定條件下反應達到平衡：
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）  測得平衡時混合物總的物質的量為5mol．現在該容器中，維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始加入的SO₂、O₂、和SO₃的物質的量（mol）．如果a、b、c取不同的數值，它們必須滿足一定的相互關系，才能保證達到平衡時反應混合物中三種氣體的百分含量仍跟上述平衡時的完全相同．請填寫下列空白：
（1）此溫度下該反應的平衡數 K=

 

（2）平衡時SO₂的轉化率為

 

（3）若a=0、b=0，則c=

 

，
（4）若a=1，則b=

 

、c=

 

，這時反應向

 

（填正或逆）反應方向進行．
（5）a、b、c 取值必須滿足一般的條件是

 

．（用兩個方程式表示，一個只含a和c，另一個只含b和c．）

Answer 1

考點：化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：根據差量法計算出反應過程中消耗的二氧化硫、氧氣及生成的三氧化硫的物質的量，然后計算出平衡時各組分的濃度，根據化學平衡常數表達式計算出該溫度下的平衡常數K，根據等效平衡的思想確定abc的范圍及判斷反應進行的方向．

解答： 解：反應前后氣體的物質的量變化為：（4mol+2mol）-5mol=1mol，
根據反應的化學反應方程式：2SO₂（g）+O₂ （g）?2SO₃（g），△n
                         2        1                  2          1
                         2mol     1mol              2mol       1mol
達到平衡時各組分的濃度為：c（SO₂）=

4mol-2mol

4L

=0.5mol/L，c（O₂）=

2mol-1mol

4L

=0.25mol/L，c（SO₃）=

2mol

4L

=0.5mol/L，
（1）該溫度下的平衡常數K=

c2(SO3)

c2(SO2)?c(O2)

=

0．52

0．52×0.25

=4，故答案為：4．
（2）平衡時二氧化硫的轉化率為

2mol

4mol

×100%=50%，故答案為：50%；
（3）2SO₂（g）+O₂ （g）?2SO₃（g）
 起始1         4       2                  0
 起始2         0       0                  4
根據等效平衡思想，該反應為前后計量數變化的反應，所以必須是完全等效，所以c=4，故答案為：4；
（4）當a=1時，根據完全等效的思想，相當于4mol二氧化硫反應用去了3mol，根據反應方程式則有，
　　　　　　　 2SO₂（g）+O₂ （g）?2SO₃（g）
 起始1         4       2                  0
　轉化　　　　　3　　　 1.5                 3
 起始′1       0.5                3
所以b=0.5，c=3
此時c（SO₂）=0.25mol/L，c（O₂）=0.125mol/L，c（SO₃）=0.75mol/L，
Qc=

c2(SO3)

c2(SO2)?c(O2)

=

0.752

0.252×0.125

=72＞K=4，所以平衡向逆反應方向移動，
故答案為：0.5；3；逆；
（5）2SO₂（g）+O₂ （g）?2SO₃（g）
  起始（mol）     a        b                  c
 起始′（mol）    a+c     b+

1

2

c                0
根據完全等效的思想有

a+c=4  b+ 1 2 c=2

，故答案為：

a+c=4  b+ 1 2 c=2

．

點評：本題考查了化學平衡的計算，題目難度中等，注意掌握利用差量法進行計算的方法，試題有利于培養學生的邏輯推理能力，提高學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力及化學計算能力．