Question

14．己知反應(yīng)2SO₂+O₂?2SO₃（△H＜0），試回答下列問(wèn)題．
（1）如圖甲，某固定容積的密閉容器正中部有一固定隔板，溫度一定時(shí)進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：
①若在A充入2mol SO₂和1mol O₂，在B充入2mol SO₃，平衡后兩部分的速率大小為v_A=v_B；
②若在A充入2mol SO₂和2mol O₂，平衡后有amol SO₃，則平衡時(shí)SO₃在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)為$\frac{2a}{8-a}$（用含a的代數(shù)式表示）．
此時(shí)與①中A比較，SO₃的體積分?jǐn)?shù)無(wú)法確定（填“變大”“變小”“不變”“無(wú)法確定”）
B充入xmol SO₂，y mol O₂和1mol SO₃，要使得B中反應(yīng)達(dá)平衡后仍有amol SO₃，則x=1，y=1.5．
（2）如圖乙，某剛性密閉容器內(nèi)有一活塞和彈簧，A充入4mol SO₂和2mol O₂，B內(nèi)為真空，一段時(shí)間后活塞已保持靜止．
①如果對(duì)容器加熱，使A內(nèi)氣體溫度升高，活塞移動(dòng)的情況如何？活塞向下移動(dòng)，而后靜止
②若在A中再充入一定量Ar，則反應(yīng)達(dá)到新平衡時(shí)O₂的濃度變�。ㄌ睢白兇蟆薄白冃　薄安蛔儭薄安荒艽_定”）
③若再往A內(nèi)迅速充入2mol SO₂和1 mol O₂，當(dāng)活塞再次保持靜止時(shí)，SO₂的反應(yīng)速率v與原平衡SO₂的反應(yīng)速率v₀的大小關(guān)系為v＞v₀，同時(shí)SO₂轉(zhuǎn)化率比原平衡時(shí)增大（填“增大”“減小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）①甲中A、B溫度相同且體積相同，將2mol SO₃完全轉(zhuǎn)化到左邊可以得到2mol SO₂和1mol O₂，則A、B為完全等效平衡，平衡時(shí)的反應(yīng)速率相等；
②若在A充入2mol SO₂和2mol O₂，平衡后有amol SO₃，則：
          2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
開(kāi)始（mol）：2       2       0
轉(zhuǎn)化（mol）：a       0.5a    a
平衡（mol）：2-a     2-0.5a  a
據(jù)此可以計(jì)算平衡時(shí)SO₃在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)；
恒溫恒容下，在A充入2mol SO₂和2mol O₂，等效為在①中平衡后再充入1mol O₂，與①中平衡相比，平衡正向移動(dòng)，但平衡時(shí)三氧化硫的體積分?jǐn)?shù)與二氧化硫的轉(zhuǎn)化率有關(guān)，三氧化硫的體積分?jǐn)?shù)變化不能確定；
B充入xmol SO₂，y mol O₂和1mol SO₃，要使得B中反應(yīng)達(dá)平衡后仍有amol SO₃，完全轉(zhuǎn)化到左邊滿(mǎn)足SO₂為2mol，O₂為2mol；
（2）①如果對(duì)容器加熱，使A內(nèi)氣體溫度升高，A內(nèi)氣體體積增大，而后平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行；
②若在A中再充入一定量Ar，瞬間導(dǎo)致體積增大，平衡移動(dòng)不能消除濃度減小；
③若再往A內(nèi)迅速充入2mol SO₂和1 mol O₂，等效為在原平衡基礎(chǔ)增大壓強(qiáng)，與原平衡相比平衡正向移動(dòng)．

解答 解：（1）①甲中A、B溫度相同且體積相同，將2mol SO₃完全轉(zhuǎn)化到左邊可以得到2mol SO₂和1mol O₂，則A、B為完全等效平衡，平衡時(shí)對(duì)應(yīng)組分的濃度相等，平衡時(shí)的反應(yīng)速率相等，則平衡后兩部分的速率大小為v_A=v_B，
故答案為：=；
②若在A充入2mol SO₂和2mol O₂，平衡后有amol SO₃，則：
           2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
開(kāi)始（mol）：2       2         0
轉(zhuǎn)化（mol）：a       0.5a      a
平衡（mol）：2-a     2-0.5a    a
則平衡時(shí)SO₃在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)為$\frac{a}{2-a+2-0.5a+a}$=$\frac{2a}{8-a}$；
恒溫恒容下，在A充入2mol SO₂和2mol O₂，等效為在①中平衡后再充入1mol O₂，與①中平衡相比，平衡正向移動(dòng)，但平衡時(shí)三氧化硫的體積分?jǐn)?shù)與二氧化硫的轉(zhuǎn)化率有關(guān)，三氧化硫的體積分?jǐn)?shù)變化不能確定；
B充入xmol SO₂，y mol O₂和1mol SO₃，要使得B中反應(yīng)達(dá)平衡后仍有amol SO₃，完全轉(zhuǎn)化到左邊滿(mǎn)足SO₂為2mol，O₂為2mol，則：x+1=2，y+$\frac{1}{2}$×1=2，故x=1、y=1.5，
故答案為：$\frac{2a}{8-a}$；無(wú)法確定；1；1.5；
（2）①如果對(duì)容器加熱，使A內(nèi)氣體溫度升高，A內(nèi)氣體體積增大，活塞向下移動(dòng)，而后平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行，活塞繼續(xù)向下移動(dòng)，最后到達(dá)平衡，
故答案為：活塞向下移動(dòng)，而后靜止；
②若在A中再充入一定量Ar，瞬間體積增大，反應(yīng)混合物濃度減小，但平衡移動(dòng)不能消除濃度減小，則達(dá)到新平衡時(shí)O₂的濃度變小，
故答案為：變小；
③若再往A內(nèi)迅速充入2mol SO₂和1 mol O₂，等效為在原平衡基礎(chǔ)增大壓強(qiáng)，與原平衡相比平衡正向移動(dòng)，再次平衡時(shí)壓強(qiáng)、濃度均增大，則活塞再次保持靜止時(shí)，SO₂的反應(yīng)速率v與原平衡SO₂的反應(yīng)速率v₀的大小關(guān)系為v＞v₀，同時(shí)SO₂轉(zhuǎn)化率比原平衡時(shí)增大，
故答案為：＞；增大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算、等效平衡等，關(guān)鍵是對(duì)等效平衡規(guī)律的理解，難度中等．