Question

3．向密閉容器中加入2molSO₂，1molO₂，發生2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）達到化學平衡．現有另外四種起始投入量①1molSO₂，1mol SO₃ ②2molSO₃
③1molSO₂，0.5molO₂，1molSO₃  ④2molSO₂，1molO₂，2molSO₃
回答下列問題：
（1）恒溫恒容條件下，若SO₃的物質的量為n，則上述配比在平衡時SO₃的物質的量仍為n的是②③（填序號）；若SO₃體積分數為a%，則上述配比在平衡時仍為a%的是②③（填序號）
（2）恒溫恒壓條件下，若SO₃的物質的量為n，則上述配比在平衡時SO₃的物質的量仍為n的是②③（填序號）；若SO₃體積分數為a%，則上述配比在平衡時仍為a%的是②③④（填序號）

Answer 1

分析 （1）該反應為氣體體積增大的反應，恒溫恒容條件下，若加入2molSO₂，1molO₂平衡時SO₃的物質的量為n，SO₃體積分數為a%，則上述配比轉化到一邊即n（SO₂）=2mol，n（O₂）=1mol，則與原平衡完全等效，在平衡時SO₃的物質的量仍為n，SO₃體積分數仍為a%，據此判斷；
（2）該反應為氣體體積增大的反應，恒溫恒壓條件下，若加入2molSO₂，1molO₂平衡時SO₃的物質的量為n，則上述配比轉化到一邊即n（SO₂）=2mol，n（O₂）=1mol，則與原平衡完全等效，在平衡時SO₃的物質的量仍為n；則上述配比轉化到一邊滿足SO₂與O₂物質的量之比為2：1，則與原平衡成比例等效，則SO₃體積分數為a%，據此判斷．

解答 解：（1）該反應為氣體體積增大的反應，恒溫恒容條件下，若加入2molSO₂，1molO₂平衡時SO₃的物質的量為n，SO₃體積分數為a%，則上述配比轉化到一邊即n（SO₂）=2mol，n（O₂）=1mol，則與原平衡完全等效，在平衡時SO₃的物質的量仍為n，SO₃體積分數仍為a%，
①1molSO₂，1mol SO₃ 轉化到一邊得n（SO₂）=2mol，n（O₂）=0.5mol，與原平衡不等效；
②2molSO₃轉化到一邊得n（SO₂）=2mol，n（O₂）=1mol，與原平衡完全等效，所以平衡時SO₃的物質的量仍為n，SO₃體積分數仍為a%；
③1molSO₂，0.5molO₂，1molSO₃轉化到一邊得n（SO₂）=2mol，n（O₂）=1mol，與原平衡完全等效，所以平衡時SO₃的物質的量仍為n，SO₃體積分數仍為a%；
④2molSO₂，1molO₂，2molSO₃轉化到一邊得n（SO₂）=4mol，n（O₂）=2mol，與原平衡不等效；
所以平衡時SO₃的物質的量仍為n的是②③；若SO₃體積分數為a%，則上述配比在平衡時仍為a%的是②③，故答案為：②③；②③；
（2）該反應為氣體體積增大的反應，恒溫恒壓條件下，若加入2molSO₂，1molO₂平衡時SO₃的物質的量為n，則上述配比轉化到一邊即n（SO₂）=2mol，n（O₂）=1mol，則與原平衡完全等效，在平衡時SO₃的物質的量仍為n；則上述配比轉化到一邊滿足SO₂與O₂物質的量之比為2：1，則與原平衡成比例等效，則SO₃體積分數為a%，
①1molSO₂，1mol SO₃ 轉化到一邊得n（SO₂）=2mol，n（O₂）=0.5mol，與原平衡不等效；
②2molSO₃轉化到一邊得n（SO₂）=2mol，n（O₂）=1mol，與原平衡完全等效，所以平衡時SO₃的物質的量仍為n，SO₃體積分數仍為a%；
③1molSO₂，0.5molO₂，1molSO₃轉化到一邊得n（SO₂）=2mol，n（O₂）=1mol，與原平衡完全等效，所以平衡時SO₃的物質的量仍為n，SO₃體積分數仍為a%；
④2molSO₂，1molO₂，2molSO₃轉化到一邊得n（SO₂）=4mol，n（O₂）=2mol，與原平衡成比例等效，所以平衡時SO₃的物質的量為2n，SO₃體積分數仍為a%；
所以平衡時SO₃的物質的量仍為n的是②③；若SO₃體積分數為a%，則上述配比在平衡時仍為a%的是②③④，
故答案為：②③；②③④．

點評 本題考查的是等效平衡及化學平衡的有關計算，采用極限反應法是解題的關鍵，難度較大．