Question

（2011?焦作一模）在某溫度下、容積均為1L的三個(gè)密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫恒容，使之發(fā)生反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g） 2SO₃（g）△H=-196kJ/mol．初始投料與各容器達(dá)平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn)	甲	乙	丙
初始投料	2molSO21molO2	2molSO3	4molSO22molO2
平衡時(shí)n（SO3）	1.6mol	n2	n3
反應(yīng)的能量變化	放出Q1kJ	吸收Q2kJ	放出Q3kJ
體系的壓強(qiáng)	P1	P2	P3
反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率	α1	α2	α3

（1）若初始投入amolSO₂、bmolO₂和cmolSO₃，在相同條件下，要達(dá)到與甲相同的化學(xué)平衡，則a、c與b、c間應(yīng)滿足的代數(shù)關(guān)系式為

a+c=2

、

b+

c

2

=1

．
（2）該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)值為

80

，若在相同溫度條件下起始投入0.1molSO₂、0.1molO₂、0.3molSO₃，則反應(yīng)開始時(shí)正逆反應(yīng)速率的大小關(guān)系是V_正

＜

V _逆
（3）三個(gè)容器中的反應(yīng)分別達(dá)平衡時(shí)各組數(shù)據(jù)關(guān)系正確的是

ABD

A．α₁+α₂=1             B．Q₁+Q₂=196           C．α₃＜α₁
D．P₃＜2P₁=2P₂E．n₂＜n₃＜3.2mol          F．Q₃=2Q₁
（4）如圖表示甲反應(yīng)在t₁時(shí)刻達(dá)到化學(xué)平衡，在t₂時(shí)刻因改變某個(gè)條件而發(fā)生變化的情況，則t₂時(shí)刻改變的條件可能是

降低溫度

或

充入氧氣

．

Answer 1

分析：（1）從等效平衡的角度分析；
（2）根據(jù)k=

c2(SO3)

c2(O2)×c2(SO2)

，并根據(jù)平衡常數(shù)判斷反應(yīng)的平衡移動(dòng)方向；
（3）從等效平衡的角度分析；
（4）t₂時(shí)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)．

解答：解：（1）若初始投入amolSO₂、bmolO₂和cmolSO₃，在相同條件下，要達(dá)到與甲相同的化學(xué)平衡，
則amolSO₂、bmolO₂和cmolSO₃相當(dāng)于2molSO₂和1molO₂，達(dá)到同一平衡狀態(tài)，
則       2SO₂（g）+O₂（g） 2SO₃（g）
狀態(tài)1：2mol       1mol            0
狀態(tài)2：amol       bmol            cmol
則應(yīng)有a+c=2，b+

c

2

=1，
故答案為：a+c=2； b+

c

2

=1；
（2）達(dá)到平衡時(shí)，平衡時(shí)n（SO₃）=1.6mol，
則     2SO₂（g）+O₂（g） 2SO₃（g）
起始：2mol      1mol             0
轉(zhuǎn)化：1.6mol     0.8mol           1.6mol
平衡：0.4mol     0.2mol           1.6mol
則：k=

c2(SO3)

c2(O2)×c2(SO2)

=

1．62

0．42×0.2

=80，
若在相同溫度條件下起始投入0.1molSO₂、0.1molO₂、0.3molSO₃，
則Q_c=

0．32

0．12×0.1

=90＞80，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)速率小于逆反應(yīng)速率，
故答案為：80；＜；
（3）甲容器反應(yīng)物投入2molSO₂、1molO₂與乙容器反應(yīng)物投入2mol SO₃在保持恒溫、恒容情況下是等效平衡，平衡時(shí)SO₃的物質(zhì)的量n₂=1.6mol、p₁=p₂、α₁+α₂=1、Q₁+Q₂能量總變化相當(dāng)于2molSO₂、1molO₂完全轉(zhuǎn)化成2mol SO₃的能量，即吸放熱Q₁+Q₂數(shù)值上就等于196kJ；甲容器反應(yīng)物投入量2molSO₂、1molO₂與丙容器反應(yīng)物投入量4molSO₂2molO₂，若恒溫且丙容器容積是甲容器2倍，則甲容器與丙容器也是等效平衡，然而現(xiàn)在是溫度、容積相同的3個(gè)密閉容器，我們可以當(dāng)成是在恒溫且容積是甲容器兩倍條件下，體積受到了壓縮，原反應(yīng)正向氣體體積減少，由平衡移動(dòng)原理，則相較于甲容器（或假設(shè)狀況）而言，丙容器平衡向逆向移動(dòng)，也就是說，丙容器的轉(zhuǎn)化率比甲容器還要低一些．
因此α₁+α₂=1、Q₁+Q₂=196；α₃＞α₁；P₃＜2P₁=2P₂、n₃＜n₂＜3.2mol、Q₃＞2Q₁，故答案為：ABD；
（4）t₂時(shí)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，三氧化硫濃度增大，二氧化硫濃度減小，可減低溫度或充入氧氣能實(shí)現(xiàn)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化關(guān)系，
故答案為：降低溫度；充入氧氣．

點(diǎn)評：本題主要考查的是化學(xué)平衡中的等效平衡問題，等效平衡為在一定條件下（恒溫恒容或恒溫恒壓），對同一可逆反應(yīng)體系，起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同，而達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，同種物質(zhì)的百分含量相同，做題時(shí)注意從思路的轉(zhuǎn)化．