Question

15．在一定温度下，于10L密闭容器中充入5mol SO₂和3mol O₂，反应达到平衡时，混合气体中SO₃的物质的量分数为$\frac{6}{13}$．求：
（1）此反应在该温度下的平衡常数K；
（2）平衡时SO₂的转化率；
（3）平衡时容器内的压强与反应前的压强之比 （最简整数比）．

Answer 1

分析 设达到平衡时有x mol SO₂转化为SO₃，则：
          SO₂（气）+O₂ （气）?2SO₃（气）
起始（mol）：5        3        0
变化（mol）：x        0.5x     x
平衡（mol）：5-x      3-0.5x   x
则$\frac{x}{8-0.5x}$=$\frac{6}{13}$，解得x=3
（1）根据K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）×c（{O}_{2}）}$计算；
（2）转化率=$\frac{物质的量变化量}{起始物质的量}$×100%；
（3）恒温恒容下，压强之比等于气体物质的量之比．

解答 解：设达到平衡时有x mol SO₂转化为SO₃．
            SO₂（气）+O₂ （气）?2SO₃（气）    
起始（mol）：5        3         0
变化（mol）：x        0.5x      x
平衡（mol）：5-x      3-0.5x    x     
则$\frac{x}{8-0.5x}$=$\frac{6}{13}$，解得x=3
（1）平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）×c（{O}_{2}）}$=$\frac{0．{3}^{2}}{0．{2}^{2}×0.15}$=15，
答：该温度下平衡常数K=15；
（2）二氧化硫的转化率=$\frac{3mol}{5mol}$×100%=60%，
答：二氧化硫的转化率为60%；
（3）恒温恒容下，压强之比等于气体物质的量之比，则$\frac{{P}_{平}}{{P}_{始}}$=$\frac{（8-1.5）mol}{8mol}$=$\frac{13}{16}$，
答：平衡时容器内的压强与反应前的压强之比为$\frac{13}{16}$．

点评 本题考查化学平衡计算，难度不大，注意三段式解题法在化学平衡计算中应用．