Question

某溫度下，在裝有催化劑的容積為2L的反應(yīng)容器中，充入SO₂和O₂各4mol，充分反應(yīng)5min后達(dá)到平衡，測得反應(yīng)容器內(nèi)混合氣體的壓強(qiáng)為原來的80%．回答：
（1）用O₂的濃度變化來表示反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率；
（2）求混合氣體中，SO₃的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)；
（3）求SO₂的轉(zhuǎn)化率；
（4）求該反應(yīng)的平衡常數(shù)．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）設(shè)出氧氣的物質(zhì)的量，然后根據(jù)差量法及壓強(qiáng)關(guān)系列式計(jì)算出達(dá)到平衡時(shí)消耗氧氣的物質(zhì)的量，然后計(jì)算出用O₂的濃度變化來表示反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率；
（2）根據(jù)（1）的計(jì)算結(jié)果計(jì)算出達(dá)到平衡時(shí)混合氣體的物質(zhì)的量、三氧化硫的物質(zhì)的量，然后計(jì)算出三氧化硫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)；
（3）計(jì)算出反應(yīng)消耗的二氧化硫的物質(zhì)的量，再根據(jù)轉(zhuǎn)化率的表達(dá)式計(jì)算出二氧化硫的轉(zhuǎn)化率；
（4）計(jì)算出達(dá)到平衡時(shí)各組分的濃度，然后根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式計(jì)算出該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)．

解答： 解：設(shè)達(dá)到平衡時(shí)消耗氧氣的物質(zhì)的量為x，
 則：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△n
       2      1          2            1
              x                       x
達(dá)到平衡時(shí)氣體的總物質(zhì)的量為：4mol+4mol-x=8mol-x，
壓強(qiáng)和物質(zhì)的量成正比，則：

8mol-x

8mol

=80%，
解得：x=1.6mol，
（1）達(dá)到平衡時(shí)消耗氧氣的物質(zhì)的量為1.6mol，用O₂的濃度變化來表示反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率為：v（O₂）=

1.6mol 2L

5min

=0.16mol/（L?min），
答：用O₂的濃度變化來表示反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率為0.16mol/（L?min）；
（2）達(dá)到平衡時(shí)混合氣體的物質(zhì)的量為：8mol-1.6mol=6.4mol，
三氧化硫消耗的物質(zhì)的量為：1.6mol×2=3.2mol，
三氧化硫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為：

3.2mol

6.4mol

×100%=50%，
答：混合氣體中，SO₃的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為50%；
（3）二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為：

3.2mol

4mol

×100%=80%，
答：SO₂的轉(zhuǎn)化率為80%；
（4）達(dá)到平衡時(shí)，各組分的濃度為：c（SO₂）=

4mol-1.6mol×2

2L

=0.4mol/L，c（O₂）=

4mol-1.6mol

2L

=1.2mol/L，c（SO₃）=

3.2mol

2L

=1.6mol/L，
該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)為：K=

1．62

0．42×1.2

=

40

3

，
答：該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)為

40

3

．

點(diǎn)評：本題考查了化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率等計(jì)算，題目難度中等，注意掌握化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡常數(shù)的概念及計(jì)算方法，明確密閉容器中物質(zhì)的量與壓強(qiáng)成正比的關(guān)系．