Question

【题目】一定温度下，向一容积为10 L的恒容密闭容器中充入2 mol SO2和1mol O2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196 kJ/mol。当反应进行10分钟时达到平衡状态，容器内压强变为起始时的0.7倍。请回答下列问题：

（1）SO2的转化率为______________________。

（2）从开始到10分钟，用氧气表示该反应的平均反应速率v(O2)=______________________。

（3）达到平衡时反应放出的热量为______________________。

Answer 1

【答案】 90% 9×10-3mol/(L·min) 176.4kJ

【解析】（1）根据转化率概念等于变化量比上初始量进行解答；（2）根据化学反应速率公式进行计算；（3）依据热化学方程式定量关系和实际消耗二氧化硫的物质的量计算反应放出的热量进行解答。

（1）设SO2的变化量是x，则根据三段式有：
2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）
初始物质的量（mol）： 2 1 0
变化物质的量（mol）： x 0.5x x
平衡物质的量（mol）：2 -x 1-0.5x x
当反应达到平衡时，容器内压强变为起始时的0.7倍，则（2-x+1-0.5x+x）/（2+1）=0.7，x=1.8 mol。SO2的转化率为=变化量 /初始量×100%=90%

（2）结合上述分析知，从开始到10分钟，氧气的变化量为0.9 mol，氧气浓度变化为c(O2)=0.09 mol/L，反应的平均反应速率v(O2)= 0.009 mol/(L.min)。答案：9×10-3mol/(L·min)

（3）2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=196kJ/mol,反应过程中消耗二氧化硫物质的量2mol放196KJ,根据上述分析消耗二氧化硫物质的量为1.8mol,放出热量=1.8mol×196KJ/2mol =176.4kJ，答案：176.4kJ。