Question

在一定溫度下，10L密閉容器中加入5molSO₂、3molO₂，經10min后反應達平衡，且平衡時的壓強是反應前的0.75倍．試計算：（必須有解答過程）
（1）SO₂的轉化率為多少？
（2）用O₂表示該反應的反應速率為多少？
（3）平衡時體系中SO₃的百分含量（體積分數）為多少？
（4）平衡常數K為多少？
（5）若開始時加入0.5molO₂和5molSO₃的混合氣體，達到平衡時SO₃的轉化率是多少？

Answer 1

考點：化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：氣體壓強之比等于氣體物質的量之比等于濃度之比，設二氧化硫反應消耗濃度為x，
                  2SO₂ +O₂ =2SO₃
起始量（mol/L）  0.5     0.3        0
變化量（mol/L）  x       0.5x       x
平衡量（mol/L） 0.5-x   0.3-0.5x    x
平衡時的壓強是反應前的0.75倍，得到0.5-x+0.3-0.5x+x=（0.5+0.3）×0.75
x=0.4mol/L；
結合計算數據進行轉化率、平衡常數、含量等計算．

解答： 解：氣體壓強之比等于氣體物質的量之比等于濃度之比，設二氧化硫反應消耗濃度為x，
                   2SO₂ +O₂ =2SO₃
起始量（mol/L）  0.5     0.3        0
變化量（mol/L）  x       0.5x       x
平衡量（mol/L） 0.5-x   0.3-0.5x    x
平衡時的壓強是反應前的0.75倍，得到0.5-x+0.3-0.5x+x=（0.5+0.3）×0.75
x=0.4mol/L，
（1）SO₂的轉化率=

0.4mol/L

0.5mol/L

×100%=80%，答：SO₂的轉化率為80%；
（2）用O₂表示該反應的反應速率=

0.5×0.4mol/L

10min

=0.02mol/L?min，答：O₂表示該反應的反應速率為 0.02mol/L?min；
（3）平衡時體系中SO₃的百分含量（體積分數）=

0.4mol/L

(0.5-0.4+0.3-0.5×0.4+0.4)mol/L

×100%=66.7%，
答：平衡時體系中SO₃的百分含量66.7%；
（4）平衡常數K=

c2(SO3)

c2(SO2)c(O2)

=

0．42

0．12×0.1

=160L/mol，
答：平衡常數為160L/mol；
（5）若開始時加入0.5molO₂和5molSO₃的混合氣體，可以轉化為起始量分析；
               2SO₂ +O₂ =2SO₃
起始量（mol/L）  0      0.05        0.5
轉化起始量       0.5    0.3         0
達到平衡狀態(tài)和上述平衡是等效平衡狀態(tài)，所以達到平衡狀態(tài)時；
                2SO₂ +O₂ =2SO₃
起始量（mol/L）  0      0.05        0.5
轉化量（mol/L）  0.1    0.05        0.1
平衡量（mol/L）  0.1     0.1        0.4
三氧化硫平衡轉化率=

0.1mol/L

0.5mol/L

×100%=20%，
答：平衡后三氧化硫的轉化率為20%．

點評：本題考查了化學平衡的分析計算應用，平衡常數、反應速率、轉化率概念的計算應用，注意等效平衡的分析判斷，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．