Question

12．某溫度下，在裝有催化劑的容積為2L的反應(yīng)容器中，充入SO₂和O₂各4mol，充分反應(yīng)5min后達(dá)到平衡，測得反應(yīng)容器內(nèi)混合氣體的壓強為原來的80%．回答下列問題：
（1）用O₂的濃度變化表示該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率．
（2）求SO₂的轉(zhuǎn)化率．
（3）求該反應(yīng)的平衡常數(shù)．

Answer 1

分析 （1）設(shè)出氧氣的物質(zhì)的量，然后根據(jù)差量法及壓強關(guān)系列式計算出達(dá)到平衡時消耗氧氣的物質(zhì)的量，然后計算出用O₂的濃度變化來表示反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率；
（2）計算出反應(yīng)消耗的二氧化硫的物質(zhì)的量，再根據(jù)轉(zhuǎn)化率的表達(dá)式計算出二氧化硫的轉(zhuǎn)化率；
（3）計算出達(dá)到平衡時各組分的濃度，然后根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式計算出該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)．

解答 解：設(shè)達(dá)到平衡時消耗氧氣的物質(zhì)的量為x，
 則：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△n
       2      1          2            1
              x                       x
達(dá)到平衡時氣體的總物質(zhì)的量為：4mol+4mol-x=8mol-x，
壓強和物質(zhì)的量成正比，則：$\frac{8mol-x}{8mol}$=80%，
解得：x=1.6mol，
（1）達(dá)到平衡時消耗氧氣的物質(zhì)的量為1.6mol，用O₂的濃度變化來表示反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率為：v（O₂）=$\frac{\frac{1.6mol}{2L}}{5min}$=0.16mol/（L•min），
答：用O₂的濃度變化來表示反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率為0.16mol/（L•min）；
（2）二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為：$\frac{3.2mol}{4mol}$×100%=80%，
答：SO₂的轉(zhuǎn)化率為80%；
（3）達(dá)到平衡時，各組分的濃度為：c（SO₂）=$\frac{4mol-1.6mol×2}{2L}$=0.4mol/L，c（O₂）=$\frac{4mol-1.6mol}{2L}$=1.2mol/L，c（SO₃）=$\frac{3.2mol}{2L}$=1.6mol/L，
該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)為：K=$\frac{1．{6}^{2}}{0．{4}^{2}×1.2}$=$\frac{40}{3}$=13.3，
答：該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)為13.3．

點評 本題考查了化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率等計算，題目難度中等，注意掌握化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡常數(shù)的概念及計算方法，明確密閉容器中物質(zhì)的量與壓強成正比的關(guān)系．