Question

在一定温度下，10L密闭容器中加入5molSO₂、3molO₂，经10min后反应达平衡，且平衡时的压强是反应前的0.75倍．试计算：（必须有解答过程）
（1）SO₂的转化率为多少？
（2）用O₂表示该反应的反应速率为多少？
（3）平衡时体系中SO₃的百分含量（体积分数）为多少？
（4）平衡常数K为多少？
（5）若开始时加入0.5molO₂和5molSO₃的混合气体，达到平衡时SO₃的转化率是多少？

Answer 1

考点：化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：气体压强之比等于气体物质的量之比等于浓度之比，设二氧化硫反应消耗浓度为x，
                  2SO₂ +O₂ =2SO₃
起始量（mol/L）  0.5     0.3        0
变化量（mol/L）  x       0.5x       x
平衡量（mol/L） 0.5-x   0.3-0.5x    x
平衡时的压强是反应前的0.75倍，得到0.5-x+0.3-0.5x+x=（0.5+0.3）×0.75
x=0.4mol/L；
结合计算数据进行转化率、平衡常数、含量等计算．

解答： 解：气体压强之比等于气体物质的量之比等于浓度之比，设二氧化硫反应消耗浓度为x，
                   2SO₂ +O₂ =2SO₃
起始量（mol/L）  0.5     0.3        0
变化量（mol/L）  x       0.5x       x
平衡量（mol/L） 0.5-x   0.3-0.5x    x
平衡时的压强是反应前的0.75倍，得到0.5-x+0.3-0.5x+x=（0.5+0.3）×0.75
x=0.4mol/L，
（1）SO₂的转化率=

0.4mol/L

0.5mol/L

×100%=80%，答：SO₂的转化率为80%；
（2）用O₂表示该反应的反应速率=

0.5×0.4mol/L

10min

=0.02mol/L?min，答：O₂表示该反应的反应速率为 0.02mol/L?min；
（3）平衡时体系中SO₃的百分含量（体积分数）=

0.4mol/L

(0.5-0.4+0.3-0.5×0.4+0.4)mol/L

×100%=66.7%，
答：平衡时体系中SO₃的百分含量66.7%；
（4）平衡常数K=

c2(SO3)

c2(SO2)c(O2)

=

0．42

0．12×0.1

=160L/mol，
答：平衡常数为160L/mol；
（5）若开始时加入0.5molO₂和5molSO₃的混合气体，可以转化为起始量分析；
               2SO₂ +O₂ =2SO₃
起始量（mol/L）  0      0.05        0.5
转化起始量       0.5    0.3         0
达到平衡状态和上述平衡是等效平衡状态，所以达到平衡状态时；
                2SO₂ +O₂ =2SO₃
起始量（mol/L）  0      0.05        0.5
转化量（mol/L）  0.1    0.05        0.1
平衡量（mol/L）  0.1     0.1        0.4
三氧化硫平衡转化率=

0.1mol/L

0.5mol/L

×100%=20%，
答：平衡后三氧化硫的转化率为20%．

点评：本题考查了化学平衡的分析计算应用，平衡常数、反应速率、转化率概念的计算应用，注意等效平衡的分析判断，掌握基础是关键，题目难度中等．