Question

17．一定温度下，在恒容容器中，对于反应2SO₂（g）+O₂（g）═2SO₃（g），SO₂和O₂起始时分别为20mol和10mol，达到平衡时SO₂的转化率为80%．若从SO₃开始进行反应，在相同条件下，欲使平衡时各成分的质量分数与前平衡时相同，则起始时SO₃的物质的量及SO₃的转化率分别为（　　）

• A． 10mol和10%
• B． 20mol和40%
• C． 20mol和20%
• D． 30mol和80%

Answer 1

分析 在恒温恒容下，使平衡时各成分的百分含量相同，说明两平衡是等效平衡，反应气体气体的体积不相等，应为完全等效平衡，按化学计量转化到方程式一边，对应组分的物质的量相同，据此计算从SO₃开始进行反应达相同的平衡状态时需要SO₃的物质的量，且平衡时同种组分的物质的量相等，根据二氧化硫转化率计算平衡体系中SO₃的物质的量，再计算转化SO₃的物质的量，进而计算SO₃转化率．

解答 解：在恒温恒容下，使平衡时各成分的百分含量相同，说明两平衡是等效平衡，反应气体气体的体积不相等，应为完全等效平衡，按化学计量转化到方程式一边，对应组分的物质的量相同，根据方程式2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）可知，20molSO₂和10molO₂完全转化可得n（SO₃）=n（SO₂）=20mol，故从SO₃开始进行反应达相同的平衡状态，需要SO₃的物质的量为20mol；
从SO₂和O₂起始达平衡时，SO₂的转化率为80%SO₂，转化的n（SO₂）=20mol×80%=16mol，由硫元素守恒可知据平衡时n（SO₃）=n（SO₂）=16mol，平衡时同种组分的物质的量相等，所以从SO₃开始进行反应，达相同的平衡状态，转化的SO₃的物质的量为20mol-16mol=4mol，故SO₃转化率为$\frac{4mol}{20mol}$×100%=20%．
故选C

点评 本题考查化学平衡计算、等效平衡等，难度中等，理解平衡规律是解题的关键．