Question

在一定温度和压强下，有如下反应：2SO₂(g)+O₂ (g)  2SO₃（g),将1.6 mol SO₂和0.8 mol的O₂放入一体积可变的密闭容器中，测得容器的起始容积为100 L。经一段时间后，反应达到平衡，测得混合气体的密度为1.6 g·L^-1。完成下列问题：

（1）达平衡时混合气体的体积为___________，SO₂的转化率为___________；

（2）若起始时加入a mol SO₂、b mol O₂,且a∶b=2∶1，在同样温度和压强下，反应达到平衡时，测得混合气体的容积为120 L。则a、b的值分别为：a=_________,b=_________；

（3）若容器为体积不变的密闭容器，其容积为100 L。起始时加入x mol SO₂、y mol O₂和z mol SO₃,反应达平衡时，温度和压强与（2）完全相同，容器内各气体的体积分数也与（2）达平衡时的情况完全相同。则x、y应该满足的关系式为________，x、z应该满足的关系式为_____________。

Answer 1

（1）80 L 60%(2)  2.4  1.2

(3)x∶y=2∶1x+z=2

解析:

（1）反应前后，气体总质量不变，则平衡时V(总)=

=80 L。

2SO₂（g）  +  O₂ (g) 2SO₃(g)

起始：1.6 mol       0.8 mol      0

转化：2x              x          2x

平衡：1.6-2x        0.8-x        2x

因为：,故x=0.48 mol,n（平）=1.92 mol。

α(SO₂)=×100%=60%

(2)当保持温度、压强不变时，按n(SO₂)∶n(O₂)=2∶1通入a mol SO₂和b mol O₂，建立起等效平衡，则α(SO₂)不变。因为a=2b,所以n(SO₂)=2b。在（1）中n(平）=1.92 mol，在（2）时达到平衡时：

2SO₂（g）+O₂(g) 2SO₃(g)     Δn

2                                1

2b·60%                         0.6b

n₂(平）=3b-0.6b=2.4b

又知,所以b=1.2,a=2.4

(3)中x∶y=2∶1,x+z=2。