Question

在一個容積固定的反應(yīng)器中，有一可左右滑動的密封隔板，左、右兩側(cè)分別進(jìn)行如下可逆反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）；
3Fe（s）+4H₂O（g）?Fe₃O₄（g）+4H₂（g）．左側(cè)中加入SO₂、O₂、SO₃的物質(zhì)的量分別為x mol、3.25mol、1mol；右側(cè)中加入9mol的水蒸氣和適量的鐵粉（忽略鐵粉對容器體積的影響）．當(dāng)x在一定范圍內(nèi)變化時，均可以通過調(diào)節(jié)反應(yīng)器的溫度，使兩側(cè)反應(yīng)都達(dá)到平衡，并且隔板恰好處于反應(yīng)器位置2處．請?zhí)顚懸韵驴瞻祝?br />（1）若x=1.5，則左側(cè)反應(yīng)在起始時向

 

（填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”）方向進(jìn)行．欲使反應(yīng)維持向該方向進(jìn)行，則x的取值范圍是

 

．
（2）若x=2，則左側(cè)反應(yīng)在起始時向

 

（填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”）方向進(jìn)行，平衡時混合氣中SO₂所占的體積分?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡的計算,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：反應(yīng)開始時，隔板位于2出，左右容器體積為2：3，如隔板不移動，則左右氣體體積應(yīng)為2：3，右側(cè)中加入9mol的水蒸氣，則左側(cè)氣體體積之和應(yīng)為6mol，如＜6mol，如隔板不移動，則左側(cè)平衡應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動，反之向正反應(yīng)方向移動，以此解答．

解答： 解：反應(yīng)開始時，隔板位于2出，左右容器體積為2：3，如隔板不移動，則左右氣體體積應(yīng)為2：3，右側(cè)中加入9mol的水蒸氣，則左側(cè)氣體體積之和應(yīng)為6mol，
（1）若x=1.5，左側(cè)中加入SO₂、O₂、SO₃的物質(zhì)的量之和為1.5mol+3.25mol+1mol=5.75mol＜6mol，如保持隔板恰好處于反應(yīng)器位置2處，則左側(cè)反應(yīng)應(yīng)向物質(zhì)的量增大的方向移動，即向逆反應(yīng)方向移動，如隔板不移動，則左側(cè)物質(zhì)的量之和為6mol，x=6mol-3.25mol-1mol=1.75mol，
如1mol完全轉(zhuǎn)化為SO₂和O₂，則至少需要（6-3.25-1.5）mol=1.25molSO₂，
故答案為：逆反應(yīng)；1.25＜x＜1.75；
（2）若x=2，則2mol+3.25mol+1mol=6.25mol＞6mol，如要保持隔板不移動，則左側(cè)平衡應(yīng)向物質(zhì)的量減少的方向移動，即向正反應(yīng)分析移動，
           2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始（mol） 2        3.25     1
轉(zhuǎn)化（mol）x         0.5x     x
平衡（mol）2-x    3.25-0.5x   1+x
則2-x+3.25-0.5x+1+x=6，
x=0.5，
所以平衡時的物質(zhì)的量為1.5mol，
平衡時混合氣中SO₂所占的體積分?jǐn)?shù)為

1.5mol

6mol

=0.25，
故答案為：正反應(yīng)；0.25．

點評：本題考查化學(xué)平衡的計算，為高頻考點，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計算能力的考查，難度中等，關(guān)鍵在于確定左側(cè)反應(yīng)到達(dá)平衡時反應(yīng)混合物總的物質(zhì)的量．