Question

9．在一密闭的2L的容器里装有4mol SO₂和2mol O₂，在一定条件下开始反应．2min末测得容器中共有5.2mol 气体，试计算：
（1）2min末SO₃气体的物质的量浓度；
（2）2min内O₂的平均反应速率v（O₂）；
（3）2min末SO₂的转化率．

Answer 1

分析 在一密闭的2L容器中装有4mol SO₂和2mol O₂，2min末测得容器中共有5.2mol 气体，设消耗的O₂的物质的量为x，则利用三段式法进行计算
                     2SO₂（g）+O₂（g）?2 SO₃（g）
起始量（mol）：4             2             0
变化量（mol）：2x          x            2x
2min末（mol）：4-2x     2-x         2x
（1）根据c=$\frac{n}{V}$计算SO₃的浓度；
（2）根据v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$计算v（O₂）；
（3）SO₂的转化率=$\frac{转化的量}{起始的量}$×100%．

解答 解：（1）在一密闭的2L容器中装有4mol SO₂和2mol O₂，2min末测得容器中共有5.2mol 气体，设消耗的O₂的物质的量为x，则利用三段式法进行计算：
                       2SO₂（g）+O₂（g）?2 SO₃（g）
起始量（mol）：4              2                0
变化量（mol）：2x             x               2x
2min末（mol）：4-2x        2-x             2x      4-2x+2-x+2x=5.2，解得x=0.8，则2min末SO₃气体的物质的量2×0.8mol=1.6mol，
2min末SO₃气体的物质的量浓度c（SO₃）=$\frac{n}{V}$=$\frac{1.6mol}{2L}$=0.8mol/L，
答：2min末SO₃气体的物质的量浓度为0.8mol/L；
（2）2min内O₂的物质的量的变化为：0.8mol，2min内O₂的平均反应速率v（O₂）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.8mol}{2L}}{2min}$=0.2mol/（L•min），

答：2min内O₂的平均反应速率v（O₂）为0.2mol/（L•min）；
（3）2min末变化的SO₂的物质的量为2×0.8mol=1.6mol，SO₂的转化率=$\frac{转化的量}{起始的量}$×100%=$\frac{1.6mol}{4mol}$=40%．
答：2min末SO₂的转化率为40%．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握化学平衡三段法及反应速率公式、转化率计算等为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，题目难度不大．