在一个容积固定的反应器中,有一可左右滑动的密封隔板,左、右两侧分别进行如下可逆反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g);
3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(g)+4H2(g)。左侧中加入SO2、O2、SO3的物质的量分别为x mol、3.25mol、1mol;右侧中加入9 mol的水蒸气和适量的铁粉(忽略铁粉对容器体积的影响)。
当x在一定范围内变化时,均可以通过调节反应器的温度,使两侧反应都达到平衡,并且隔板恰好处于反应器位置2处。请填写以下空白:
(1)若x=1.5,则左侧反应在起始时向__________(填“正反应”或“逆反应”)方向进行。欲使反应维持向该方向进行,则x的取值范围是________________。
(2)若x=2,则左侧反应在起始时向__________(填“正反应”或“逆反应”)方向进行,平衡时混合气中SO2所占的体积分数为_________。
(1)逆反应 1.25<x<1.75 (2)正反应 25%
题目分析:(1)这两个平衡体系的特点是:第一个反应前后气体的总物质的量发生变化,第二个保持不变,故右边永远是9mol气体,同在一个容器中,同温同压,故气体的物质的量之比等于体积之比。故平衡时,左边为6mol气体;当x=1.5时,左边现在总的物质的量为5.75mol<6mol,故向逆反应方向进行;若保持该方向,1.25<x<1.75;
(2)根据上述,反应向正反应方向进行了
平衡总物质的量为6mol,即 2-2y+3.25-y +1+2y= 6mol,解之,得y =0.25mol,2-2y =1.5,二氧化硫的体积分数="1.5/6=25%" ;
点评:化学平衡是历年高考重中之重,考生一定要系统备考此知识点。难度较大。