Question

在一定温度和压强下，有如下反应：2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)，将1.6molSO₂和0.8mol O₂放入一体积可变的密闭容器中，测得容器的起始容积为100L经一段时间后，反应达到平衡，测得混合气体的体积为80L，请回答下列问题：

（1）达平衡时SO₂的转化率为______________；

（2）若起始时加入amolSO₂、bmol O₂，且a:b=2:1，在同样温度和压强下，反应达到平衡时，测得混合气体的容积为120L。则a、b的值分别为：a=__________，b=__________。

（3）若容器为体积不变的密闭容器，其容积为100L，起始时加入xmolSO₂、ymol O₂和zmol SO₃，反应达平衡时，温度和压强与（2）完全相同，容器内各气体的体积分数也与（2）达平衡时的情况完全相同，则x、y应该满足的关系式为___________，x、z应该满足的关系式为_________________。

Answer

（1）60 %

（2）2.4；1.2；

（3）x:y=2:1；x+z=2

【解析】

试题分析：（1）反应方程式为2SO2+O2⇌2SO3，利用三段式计算，

2SO2 + O22SO3

起始：2mol 1mol 0

转化：2x x 2x

平衡：1.6-2x 0.8-x 2x

根据体积之比等于物质的量之比可知：(1.6-2x+0.8-x+2x)：2.4=80：100，解之得x=0.48，反应的气体的物质的量为：1.6-0.48×2+0.8-0.48+0.48×2=1.92mol，所以SO2的转化率为×100%=60%，故答案为：60%；

（2）起始时加入amolS02、b mol O2，且a：b=2：l，在同样温度和压强下，反应达到平衡时，与（1）平衡状态相同，为等效平衡，物质的转化率和百分含量都相同，SO3的体积分数为与（1）相同，

2SO2 + O2 2SO3

起始：amol bmol 0

转化：0.6a 0.3a 0.6a

平衡：a-0.6a b-0.3a 0.6a

压强之比就等于物质的量之比，列式为：=，a=2b，解得：a=2.4mol，b=1.2mol，故答案为：2.4；1.2；

（3）若将密闭容器体积固定为100L，起始时加入xmolS02、y mol 02和z mol SO3，反应达平衡时，温度、压强与（2）完全相同，容器内各气体的体积分数也与（2）达平衡时的情况完全相同，为等效平衡，则有x=2y，且相当于只加二氧化硫和氧气时，起始时二氧化硫的物质的量为x，=，x=2，即：x+z=2，故答案为：x=2y；x+z=2。

考点：考查了化学平衡和等效平衡的相关知识。