Question

在一定溫度和壓強下，有如下反應：2SO₂(g)+O₂ (g) 2SO₃（g),將1.6 mol SO₂和0.8 mol的O₂放入一體積可變的密閉容器中，測得容器的起始容積為100 L。經一段時間后，反應達到平衡，測得混合氣體的密度為1.6 g·L^-1。完成下列問題：
（1）達平衡時混合氣體的體積為___________，SO₂的轉化率為___________；
（2）若起始時加入a mol SO₂、b mol O₂,且a∶b=2∶1，在同樣溫度和壓強下，反應達到平衡時，測得混合氣體的容積為120 L。則a、b的值分別為：a=_________,b=_________；
（3）若容器為體積不變的密閉容器，其容積為100 L。起始時加入x mol SO₂、y mol O₂和z mol SO₃,反應達平衡時，溫度和壓強與（2）完全相同，容器內各氣體的體積分數也與（2）達平衡時的情況完全相同。則x、y應該滿足的關系式為________，x、z應該滿足的關系式為_____________。

Answer 1

（1）80 L 60%(2)  2.4  1.2
(3)x∶y=2∶1x+z=2

（1）反應前后，氣體總質量不變，則平衡時V(總)=
="80" L。
2SO₂（g）  +  O₂ (g)2SO₃(g)
起始：1.6 mol       0.8 mol      0
轉化：2x              x          2x
平衡：1.6-2x        0.8-x        2x
因為：,故x="0.48" mol,n（平）="1.92" mol。
α(SO₂)=×100%=60%
(2)當保持溫度、壓強不變時，按n(SO₂)∶n(O₂)=2∶1通入a mol SO₂和b mol O₂，建立起等效平衡，則α(SO₂)不變。因為a=2b,所以n(SO₂)=2b。在（1）中n(平）="1.92" mol，在（2）時達到平衡時：
2SO₂（g）+O₂(g)2SO₃(g)    Δn
2                                1
2b·60%                         0.6b
n₂(平）=3b-0.6b=2.4b
又知,所以b=1.2,a=2.4
(3)中x∶y=2∶1,x+z=2。