Question

將2 mol SO₂和1 mol O₂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) 2SO₃（g）;ΔH＜0,當反應進行到時間t₁時達到平衡狀態，測得混合氣體的總物質的量為2.1 mol。完成下列問題：

（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，新平衡的混合物中氣體的總物質的量____________2.1 mol(填“＜”“＞”或“=”＝，并簡單說明原因_________________________。

（4）若其他條件不變，在t₁時再加入0.2 mol SO₂、0.1  mol O₂和1.8 mol SO₃，在下圖中作出從t₀→t₁→t₂這段時間內SO₂的物質的量的變化曲線。

Answer 1

（1）9.5% 

（2）增大

（3）＞  升高溫度，反應向吸熱方向進行，即平衡向逆反應方向移動，氣體的總物質的量增大

（4）如下圖所示（注：t₀到t₁只要起點在坐標（0，2），平衡點在坐標（t₁,0.2）處的示意圖均給分；t₁和t₂是平行于時間軸的直線，起點必須在（t₁,0.4））

解析：（1）

             2SO₂    +    O₂    2SO₃

起始       2 mol        1 mol               0

轉化       xmol         mol           x mol

平衡    （2-x）mol  (1-) mol     x mol

據題意：（2-x） mol+(1-) mol+x mol=2.1 mol

x=1.8

則t₁時SO₂的體積分數=×100%=9.5%。

（2）在恒溫、恒壓下，充入氬氣氣體體積增大，平衡向逆方向移動，SO₂的物質的量將增大。

（3）升溫、平衡向逆方向移動，即向氣體體積增大的方向移動，即氣體的總物質的量將增大。