Question

将SO₂和O₂以体积比为1：3混合后，通入接触室发生反应2SO₂(g)+O₂(g) ≒  2 SO₃(g)， 达平衡时，在同温、同压下测得反应前与反应后混合气体的密度之比为71：80。求SO₂的转化率？并回答SO₂接触氧化为SO₃时不采取加压措施的原因。

Answer 1

设反应前混合气体中SO₂的体积为1 L，O₂ 应为3 L达平衡时SO₂的转化的体积为x 。

2SO₂(g)+O₂(g) ≒  2 SO₃(g)    总体积

V/L（起始）  1      3         0         4L

V/L（转化）  2x     x        2x

V/ L（平衡）1-2x    3-x       2x        4-x

根据气体的密度之比等于气体体积的反比，可得：

71：80=（4-x）：4   x=0.45L，则转化的二氧化硫为0.9L，

二氧化硫的转化率为：0.9L÷1L×100%=90%

在工业上不加压，SO₂的转化率就达90% 以上，已经很高，若再加压SO₂的转化率提高不大，但对设备的要求要提高许多，故没有必要再加压。

解析:

这是一道关于化学平衡和转化率的综合计算题。根据相同条件下气体的密度之比等于同体积气体的质量之比，且反应前后质量守恒，可得出气体的密度之比等于气体体积的反比。 设反应前混合气体中SO₂的体积为1 L，O₂ 应为3 L达平衡时SO₂的转化的体积为x 。

2SO₂(g)+O₂(g) ≒  2 SO₃(g)    总体积

V/L（起始）  1      3         0         4L

V/L（转化）  2x     x        2x

V/ L（平衡）1-2x    3-x       2x        4-x

根据气体的密度之比等于气体体积的反比，可得：

71：80=（4-x）：4   x=0.45L，则转化的二氧化硫为0.9L，

二氧化硫的转化率为：0.9L÷1L×100%=90%

在工业上不加压，SO₂的转化率就达90% 以上，已经很高，若再加压SO₂的转化率提高不大，但对设备的要求要提高许多，故没有必要再加压。