Question

1．一定条件下将3mol SO₂和1mol O₂通入体积为VL的密闭容器中发生反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），反应前容器中的压强为P，保持温度和体积不变，5min后反应达到平衡，此时容器内混合气体的平均相对分子质量为70，则平衡时体系内压强为0.8P（用含P的代数式表示），SO₂的体积分数为50%．

Answer 1

分析 平衡时混合气体总质量等于起始时二氧化硫与氧气总质量，根据n=$\frac{m}{M}$计算平衡时混合气体总物质的量，恒温恒容条件下，压强之比等于物质的量之比；
设参加反应的SO₂为xmol，利用三段式表示出平衡时各组分的物质的量，再根据平衡时混合气体总物质的量列方程计算x的值，进而计算平衡体系中SO₂的体积分数．

解答 解：平衡时混合气体总质量等于起始时二氧化硫与氧气总质量，即混合气体总质量=3mol×64g/mol+1mol×32g/mol=224g，则平衡时混合气体总物质的量=$\frac{224g}{70g/mol}$=3.2mol，恒温恒容条件下，压强之比等于物质的量之比，故则平衡时体系内压强为P×$\frac{3.2mol}{3mol+1mol}$=0.8P；
设参加反应的SO₂为xmol，则：
          2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
开始（mol）：3        1       0
转化（mol）：x        0.5x    x
平衡（mol）：3-x      1-0.5x  x
所有3-x+1-0.5x+x=3.2
解得x=1.6
故平衡体系中SO₂的体积分数为$\frac{1.6mol}{3.2mol}$×100%=50%，
故答案为：0.8P；50%．

点评 本题考查化学平衡的有关计算，难度不大，注意化学平衡计算中三段式的应用．