Question

在一個溫度恒定的密閉容器中，SO₂和O₂發生反應。已知1 mol SO₂和足量O₂完全反應，放出的熱量為Q。請按要求回答下列問題。

【恒壓條件下】

(1)若開始時放入1 mol SO₂和0.5 mol O₂，達到平衡后，生成0.9 mol SO₃，這時SO₂的轉化率為_______________；

(2)若開始時放入4 mol SO₂和2 mol O₂，達到平衡后，生成SO₃，的物質的量為_____________，反應放出的熱量為_______________。

【恒容條件下】

(3)若開始時放入1 mol SO₂和0.5 mol O₂，達到平衡后，生成a mol SO₃，則a____________0.9(填“＞”“＜”或“=”)；

(4)若令x、y和z分別代表初始加入SO₂、O₂和SO₃的物質的量，要使達平衡時，反應混合物中三種氣體的物質的量分數與(3)中平衡時完全相同，則x、x、z必須滿足的一般條件是_______________、_______________。(用兩個代數式表示，其中一個只含x、y，另一個只含x、z)

Answer 1

(1)90%  (2)3.6 mol  3.6Q  (3)＜  (4)x=2y  x+z=1

解析：(1)     2SO₂ +O₂    2SO₃

起始(mol)     1         0.5                0

轉化(m01)    x         0.5x               x

平衡(mol)    1-x    0.5-0.5x          0.9

由題意知：x=0.9        則SO₂的轉化率=×l00％=90％

(2)在恒壓條件下，此平衡與(1)中的平衡為等效平衡。

(3)由于正反應為氣體體積變小的反應，則在恒容條件下，隨反應的進行，容器內壓強逐漸變小，故此條件下，SO₂的轉化率小于(1)中SO₂的轉化率(90％)，推導出SO₃小于0.9mol。

(4)在恒溫恒容條件下，對于氣體有變化的可逆反應，若通過換算可以得到初始加入的各個同種物質的物質的量相同，則兩平衡等效。

                2SO₂+   O₂   2SO₃

起始(mol)      x          y                 z

相當于(mol)  x+z    y+z/2            0

則有