解题思路:(1)从等效平衡的角度分析;
(2)根据k=
c
2
(S
O
3
)
c
2
(
O
2
)×
c
2
(S
O
2
)
,并根据平衡常数判断反应的平衡移动方向;
(3)从等效平衡的角度分析;
(4)t2时平衡向正反应方向移动.
(1)若初始投入amolSO2、bmolO2和cmolSO3,在相同条件下,要达到与甲相同的化学平衡,
则amolSO2、bmolO2和cmolSO3相当于2molSO2和1molO2,达到同一平衡状态,
则 2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)
状态1:2mol 1mol 0
状态2:amol bmolcmol
则应有a+c=2,b+[c/2]=1,
故答案为:a+c=2; b+[c/2]=1;
(2)达到平衡时,平衡时n(SO3)=1.6mol,
则 2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)
起始:2mol 1mol 0
转化:1.6mol 0.8mol 1.6mol
平衡:0.4mol0.2mol 1.6mol
则:k=
c2(SO3)
c2(O2)×c2(SO2)=
1.62
0.42×0.2=80,
若在相同温度条件下起始投入0.1molSO2、0.1molO2、0.3molSO3,
则Qc=
0.32
0.12×0.1=90>80,平衡向逆反应方向移动,则正反应速率小于逆反应速率,
故答案为:80;<;
(3)甲容器反应物投入2molSO2、1molO2与乙容器反应物投入2mol SO3在保持恒温、恒容情况下是等效平衡,平衡时SO3的物质的量n2=1.6mol、p1=p2、α1+α2=1、Q1+Q2能量总变化相当于2molSO2、1molO2完全转化成2mol SO3的能量,即吸放热Q1+Q2数值上就等于196kJ;甲容器反应物投入量2molSO2、1molO2与丙容器反应物投入量4molSO2 2molO2,若恒温且丙容器容积是甲容器2倍,则甲容器与丙容器也是等效平衡,然而现在是温度、容积相同的3个密闭容器,我们可以当成是在恒温且容积是甲容器两倍条件下,体积受到了压缩,原反应正向气体体积减少,由平衡移动原理,则相较于甲容器(或假设状况)而言,丙容器平衡向正向移动,也就是说,丙容器的转化率比甲容器还要高一些.
因此α1+α2=1、Q1+Q2=196;α3>α1;P3<2P1=2P2、n3>3.2mol、Q3>2Q1,故答案为:ABD;
(4)t2时平衡向正反应方向移动,三氧化硫浓度增大,二氧化硫浓度减小,可减低温度或充入氧气能实现反应的转化关系,
故答案为:降低温度;充入氧气.
点评:
本题考点: 等效平衡;化学平衡的影响因素;化学平衡的计算.
考点点评: 本题主要考查的是化学平衡中的等效平衡问题,等效平衡为在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压),对同一可逆反应体系,起始时加入物质的物质的量不同,而达到化学平衡时,同种物质的百分含量相同,做题时注意从思路的转化.