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在一个容积固定的反应器中,有一可左右滑动的密封隔板,两侧进行如图所示的反应(均加有适量的新型固体催化剂,其体积可忽略不计)(1)若开始时左侧投入2molSO2、1molO2,右侧投入1molN
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更新时间:2024-04-19 21:57:58
问题描述:

在一个容积固定的反应器中,有一可左右滑动的密封隔板,两侧进行如图所示的反应(均加有适量的新型固体催化剂,其体积可忽略不计)

(1)若开始时左侧投入2molSO2、1molO2,右侧投入1molN2、4molH2,达到平衡后(两侧温度相同),隔板是否可能处于中央______(填“可能或不可能”)

(2)起始时投入2molSO2、1molO2;1molN2、2molH2,达到平衡后,隔板仍处于中央,则SO2的转化率和N2的转化率之比为______(填数字)

(3)若起始时投入2molSO2、1molO2,欲用简单方法粗略测定平衡时SO2的转化率,则可将左侧的平衡混合气体中通入足量的______(填序号)

A.氢氧化钠溶液 B.氯化钡溶液 C.98.3%的浓硫酸 D.硝酸钡混合溶液

(4)若起始时投入2molSO2、1molO2;1molN2、amolH2、0.1molNH3,起始时右侧体积小于左侧体积,当a值在一定范围内变化时,均可通过调节反应器温度,使左右两侧反应都达到平衡,且平衡时隔板处于中央,此时SO2的转化率与N2的转化率之比为5:1,求a的取值范围______.

李晓磊回答:
  (1)隔板处于中央,则左、右两室中混合气体的总物质的量相等,若右室中氮气完全转化时,右室中混合气体物质的量达极小值,   N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)物质的量减小   1 1+3-2=2   1mol 2mol   故若右室中氮气完全转化,混合气体物质的量=1+4mol-2mol=3mol,左室中没有反应时,混合气体总物质的量为3mol,故平衡时,右室中气体总物质的量大于左室,隔板不可能处于中央,   故答案为:不可能;   (2)达到平衡后,隔板仍处于中央,则左、右两室中混合气体的总物质的量相等,即左、右两室混合气体物质的量减少量相等,假定减少量为ymol,则:   左室:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO2(g)物质的量减小   2 1   2ymol ymol   右室:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)物质的量减小   1 2   0.5ymol ymol   故SO2与N2转化率之比=2ymol2mol
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