Question

在一个温度恒定的密闭容器中，SO₂和O₂发生反应．已知1mol SO₂和足量O₂完全生成1molSO₃反应，放出的热量为Q．请按要求回答下列问题．
恒压条件下：
（1）若开始时放入1mol SO₂和0.5mol O₂，达平衡后，生成0.9mol SO₃，这时SO₂的转化率为

90%

；
（2）若开始时放入4mol SO₂和2mol O₂，达平衡后，生成SO₃的物质的量为

3.6mol

，反应放出的热量为

3.6Q

．
恒容条件下：
（3）若开始时放入1mol SO₂和0.5mol O₂，达平衡后，生成a mol SO₃，则a

＜

0.9（填“＞”“＜”或“=”）；
（4）若令x、y和z分别代表初始加入SO₂、O₂和SO₃的物质的量，要使其达平衡时，反应混合物中三种气体的物质的量分数与（3）中平衡时完全相同，则x、y、z必须满足的一般条件是

X=2y

、

X+Z=1

．（用两个代数式表示，其中一个只含x、y，另一个含x、z）

Answer 1

分析：（1）根据反应的方程式 2SO₂+O₂?2SO₃，利用三段式法计算；
（2）在恒压条件下，此平衡与（1）中的平衡为等效平衡；
（3）在恒容条件下，随反应的进行，容器内压强逐渐变小；
（4）在恒温恒容条件下，对于气体有变化的可逆反应，若通过换算可以得到初始加入的各个同种物质的物质的量相同，则两平衡等效，以此进行计算．

解答：解：（1）2SO₂+O₂?2SO₃
起始（mol）    1   0.5    0
转化（m01）x   0.5x    x
平衡（mol） 1-x  0.5-0.5x  0.9
由题意知：x=0.9       
则SO₂的转化率=0.9mol1mol×100%=90%，
故答案为：90%；
（2）在恒压条件下，此平衡与（1）中的平衡为等效平衡，反应物的转化率相等，
则反应的SO₂的物质的量为4mol×90%=3.6mol，
则     2SO₂+O₂?2SO₃     2Q
     3.6        3.6    3.6Q
达平衡后，生成SO₃的物质的量为3.6mol，反应放出的热量为3.6Q，
故答案为：3.6mol；3.6Q；
（3）由于正反应为气体体积变小的反应，则在恒容条件下，随反应的进行，容器内压强逐渐变小，故此条件下，SO₂的转化率小于（1）中SO₂的转化率（90%），推导出SO₃小于0.9mol，故答案为：＜；
（4）在恒温恒容条件下，对于气体有变化的可逆反应，若通过换算可以得到初始加入的各个同种物质的物质的量相同，则两平衡等效．
            2SO₂+O₂?2SO₃
起始（mol）   x    y      z
相当于（mol） x+z  y+

z

2

    0
则有

x+z=1 y+ z 2 =0.5

解之得

x=2y x+z=1

，
故答案为：x=2y、x+z=1．

点评：本题考查化学平衡的计算，题目难度中等，解答本题时注意对等效平衡的理解，易错点为（3），注意比较两种条件下压强对平衡移动的影响．