问题标题:
【如图,将4molSO2和2molO2混合气体置于恒压密闭容器中,在一定温度下发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H<0.该反应达到平衡状态时,测得气体的总物质的量为4.2mol.回答:(1)】
问题描述:
如图,将4mol SO2和2mol O2混合气体置于恒压密闭容器中,在一定温度下发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H<0.该反应达到平衡状态时,测得气体的总物质的量为4.2mol.回答:
(1)在达到平衡状态A的容器中通入少量O2,体系中SO2的体积分数___(填“增大”或“减小”或“不变”),若要使SO2的体积分数再变到与平衡状态A相同,可采取的措施有:___或者___.
(2)在该平衡状态时,n(SO3)=___
(3)若起始时加入1.2mol SO2、0.6molO2和xmolSO3,达到平衡状态时,各气体的体积分数与上述平衡状态相同,x的取值范围为___
(4)若反应开始时V(逆)>V(正),达到上述平衡状态时,气体的总物质的量仍为4.2mol,则起始时n(SO3)的取值范围是___.
刘雄回答:
(1)在达到平衡状态A的容器中再通入少量O2,瞬间增大氧气的浓度,能使平衡正向移动并能提高SO2转化率,导致体系中SO2的体积分数减小,若要使SO2的体积分数再变至与原平衡状态A相同,可通入适量SO2,或给体系升温使平衡逆向移动;
故答案为:减小;通入适量SO2;给体系升温;
(2)设反应达到平衡时生成三氧化硫物质的量为2x,
2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),△H<0
起始(mol)4 2 0
变化(mol)2x x 2x
平衡(mol)4-2x 2-x 2x
则:(4-2x)+(2-x)+2x=4.2,
解得:x=1.8mol,即在该平衡状态时n(SO3)=3.6mol,
故答案为:3.6mol;
(3)等压容器中,若起始时1.2molSO2、0.6molO2和xmolSO3,二氧化硫和氧气的物质的量之比是2:1,等于起始时加入的:4molSO2和2molO2的量的比值,反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H<0产物只有三氧化硫,无论三氧化硫的量为多少,利用一边倒的方法,转化为二氧化硫和氧气的量之比均为2:1,二者建立的平衡一定为等效平衡,故达到平衡后各气体的体积分数与平衡状态A相同,
故答案为:任意值;
(4)若原平衡状态A是在恒温恒容下达到的,达到的平衡状态与A相同,按化学计量数完全转化到左边满足n(SO2)=4mol、n(O2)=2mol,要使反应开始时向逆方向进行,则c>3.6,SO2和O2的量均为0,c有值最大时,4molSO2、2molO2完全转化可以得到4molSO3,则起始时n(SO3)的取值范围是:3.6<n(SO3)≤4,
故答案为:3.6<n(SO3)≤4.
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