Question

在一個溫度恒定的密閉容器中，SO₂和O₂發生反應．已知1mol SO₂和足量O₂完全生成1molSO₃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1mol SO₂和0.5mol O₂，達平衡后，生成0.9mol SO₃，這時SO₂的轉化率為______；
（2）若開始時放入4mol SO₂和2mol O₂，達平衡后，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1mol SO₂和0.5mol O₂，達平衡后，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，要使其達平衡時，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、y、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，另一個含x、z）

Answer 1

（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=0.9mol1mol×100%=90%，
故答案為：90%；
（2）在恒壓條件下，此平衡與（1）中的平衡為等效平衡，反應物的轉化率相等，
則反應的SO₂的物質的量為4mol×90%=3.6mol，
則     2SO₂+O₂?2SO₃     2Q
     3.6        3.6    3.6Q
達平衡后，生成SO₃的物質的量為3.6mol，反應放出的熱量為3.6Q，
故答案為：3.6mol；3.6Q；
（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，故答案為：＜；
（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

x+z=1 y+ z 2 =0.5

解之得

x=2y x+z=1

，
故答案為：x=2y、x+z=1．