Question

6．將4molSO₂和2molO₂充入2L的密閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應，經(jīng)10s后達到平衡，測得SO₃的濃度為0.6mol•L^-1，請回答下列問題：
（1）用O₂表示的反應的平均速率為0.03mol/（L•s）；
（2）平衡時SO₂的轉(zhuǎn)化率30%；
（3）平衡時SO₃的體積分數(shù)為22.2%；
（4）10s時O₂的濃度為0.7mol•L^-1．

Answer 1

分析 在一定溫度下，將4mol SO₂與2molO₂放入2L的密閉容器中，c（SO₂）=2mol/L，c（O₂）=1mol/L，經(jīng)10s后達到平衡，測得SO₃的濃度為0.6mol•L^-1；
設轉(zhuǎn)化的氧氣的物質(zhì)的量濃度為x，則
                2SO₂ +O₂ ?2SO₃
開始（mol•L^-1）  2    1      0
轉(zhuǎn)化（mol•L^-1）  2x   x     2x
平衡（mol•L^-1） 2-2x  1-x   2x
平衡時測得SO₃的濃度為0.6mol•L^-1；
所以2x=0.6mol•L^-1，解得x=0.3mol•L^-1，
（1）利用10s內(nèi)氧氣的濃度變化計算反應速率；
（2）利用轉(zhuǎn)化的二氧化硫與起始的二氧化硫計算轉(zhuǎn)化率；
（3）利用平衡時的濃度計算平衡時SO₃的體積分數(shù)；
（4）根據(jù)上面分析求出平衡時氧氣的濃度．

解答 解：在一定溫度下，將4mol SO₂與2molO₂放入2L的密閉容器中，c（SO₂）=2mol/L，c（O₂）=1mol/L，經(jīng)10s后達到平衡，測得SO₃的濃度為0.6mol•L^-1；
設轉(zhuǎn)化的氧氣的物質(zhì)的量濃度為x，則
                2SO₂ +O₂ ?2SO₃
開始（mol•L^-1）  2     1    0
轉(zhuǎn)化（mol•L^-1） 2x     x   2x
平衡（mol•L^-1） 2-2x  1-x  2x
平衡時測得SO₃的濃度為0.6mol•L^-1；
所以2x=0.6mol•L^-1，解得x=0.3mol•L^-1，
（1）10s內(nèi)氧氣的濃度變化為△c（O₂）=0.3mol•L^-1，所以v（O₂）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.3mol/L}{10s}$=0.03mol/（L•s），
故答案為：0.03mol/（L•s）；
（2）平衡時SO₂的轉(zhuǎn)化率為：$\frac{消耗量}{起始量}$×100%=$\frac{0.6mol/L}{2mol/L}$×100%=30%，
故答案為：30%；
（3）平衡時的容器內(nèi)的總濃度為：2-2x+1-x+2x=2.7mol•L^-1，所以平衡時SO₃的體積分數(shù)$\frac{0.6mol/L}{2.7mol/L}$×100%=22.2%，
故答案為：22.2%；
（4）平衡時氧氣的濃度：1-x=0.7mol•L^-1，
故答案為：0.7mol•L^-1．

點評 本題考查化學平衡的計算，化學平衡圖象，明確化學平衡的三段法計算格式及計算方法是解答本題的關鍵，注意利用平衡濃度、轉(zhuǎn)化率概念計算，題目難度中等．