Question

6．将4molSO₂和2molO₂充入2L的密闭容器中，在一定条件下发生反应，经10s后达到平衡，测得SO₃的浓度为0.6mol•L^-1，请回答下列问题：
（1）用O₂表示的反应的平均速率为0.03mol/（L•s）；
（2）平衡时SO₂的转化率30%；
（3）平衡时SO₃的体积分数为22.2%；
（4）10s时O₂的浓度为0.7mol•L^-1．

Answer 1

分析 在一定温度下，将4mol SO₂与2molO₂放入2L的密闭容器中，c（SO₂）=2mol/L，c（O₂）=1mol/L，经10s后达到平衡，测得SO₃的浓度为0.6mol•L^-1；
设转化的氧气的物质的量浓度为x，则
                2SO₂ +O₂ ?2SO₃
开始（mol•L^-1）  2    1      0
转化（mol•L^-1）  2x   x     2x
平衡（mol•L^-1） 2-2x  1-x   2x
平衡时测得SO₃的浓度为0.6mol•L^-1；
所以2x=0.6mol•L^-1，解得x=0.3mol•L^-1，
（1）利用10s内氧气的浓度变化计算反应速率；
（2）利用转化的二氧化硫与起始的二氧化硫计算转化率；
（3）利用平衡时的浓度计算平衡时SO₃的体积分数；
（4）根据上面分析求出平衡时氧气的浓度．

解答 解：在一定温度下，将4mol SO₂与2molO₂放入2L的密闭容器中，c（SO₂）=2mol/L，c（O₂）=1mol/L，经10s后达到平衡，测得SO₃的浓度为0.6mol•L^-1；
设转化的氧气的物质的量浓度为x，则
                2SO₂ +O₂ ?2SO₃
开始（mol•L^-1）  2     1    0
转化（mol•L^-1） 2x     x   2x
平衡（mol•L^-1） 2-2x  1-x  2x
平衡时测得SO₃的浓度为0.6mol•L^-1；
所以2x=0.6mol•L^-1，解得x=0.3mol•L^-1，
（1）10s内氧气的浓度变化为△c（O₂）=0.3mol•L^-1，所以v（O₂）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.3mol/L}{10s}$=0.03mol/（L•s），
故答案为：0.03mol/（L•s）；
（2）平衡时SO₂的转化率为：$\frac{消耗量}{起始量}$×100%=$\frac{0.6mol/L}{2mol/L}$×100%=30%，
故答案为：30%；
（3）平衡时的容器内的总浓度为：2-2x+1-x+2x=2.7mol•L^-1，所以平衡时SO₃的体积分数$\frac{0.6mol/L}{2.7mol/L}$×100%=22.2%，
故答案为：22.2%；
（4）平衡时氧气的浓度：1-x=0.7mol•L^-1，
故答案为：0.7mol•L^-1．

点评 本题考查化学平衡的计算，化学平衡图象，明确化学平衡的三段法计算格式及计算方法是解答本题的关键，注意利用平衡浓度、转化率概念计算，题目难度中等．