Question

15．在一定溫度下，于10L密閉容器中充入5mol SO₂和3mol O₂，反應達到平衡時，混合氣體中SO₃的物質的量分數為$\frac{6}{13}$．求：
（1）此反應在該溫度下的平衡常數K；
（2）平衡時SO₂的轉化率；
（3）平衡時容器內的壓強與反應前的壓強之比 （最簡整數比）．

Answer 1

分析 設達到平衡時有x mol SO₂轉化為SO₃，則：
          SO₂（氣）+O₂ （氣）?2SO₃（氣）
起始（mol）：5        3        0
變化（mol）：x        0.5x     x
平衡（mol）：5-x      3-0.5x   x
則$\frac{x}{8-0.5x}$=$\frac{6}{13}$，解得x=3
（1）根據K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）×c（{O}_{2}）}$計算；
（2）轉化率=$\frac{物質的量變化量}{起始物質的量}$×100%；
（3）恒溫恒容下，壓強之比等于氣體物質的量之比．

解答 解：設達到平衡時有x mol SO₂轉化為SO₃．
            SO₂（氣）+O₂ （氣）?2SO₃（氣）    
起始（mol）：5        3         0
變化（mol）：x        0.5x      x
平衡（mol）：5-x      3-0.5x    x     
則$\frac{x}{8-0.5x}$=$\frac{6}{13}$，解得x=3
（1）平衡常數K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）×c（{O}_{2}）}$=$\frac{0．{3}^{2}}{0．{2}^{2}×0.15}$=15，
答：該溫度下平衡常數K=15；
（2）二氧化硫的轉化率=$\frac{3mol}{5mol}$×100%=60%，
答：二氧化硫的轉化率為60%；
（3）恒溫恒容下，壓強之比等于氣體物質的量之比，則$\frac{{P}_{平}}{{P}_{始}}$=$\frac{（8-1.5）mol}{8mol}$=$\frac{13}{16}$，
答：平衡時容器內的壓強與反應前的壓強之比為$\frac{13}{16}$．

點評 本題考查化學平衡計算，難度不大，注意三段式解題法在化學平衡計算中應用．