Question

537℃、1.01×10⁵Pa時(shí)，往容積可變的密閉容器中充入2molSO₂、1molO₂，此時(shí)容器的體積為200L，向容器中加入催化劑（固體，并忽略它的體積，下同）并保持恒溫恒壓，發(fā)生反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），達(dá)到平衡時(shí)，平衡氣體中SO₃的體積分?jǐn)?shù)為0.91．
試求：（1）保持上述溫度和壓強(qiáng)不變，若向容器中充入2mol SO₃，并加入固體催化劑，則平衡時(shí)，SO₂的體積分?jǐn)?shù)是

6%

，容器的體積為

137.3

L．
（2）溫度仍保持537℃，容器體積保持200L不變（恒容）．充入a mol SO₂、b mol O₂，并加入固體催化劑，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，
SO₃的體積分?jǐn)?shù)仍為0.91，體系壓強(qiáng)為1.01×10⁵Pa．若a：b=2：1，則a=

2.9mol

．

Answer 1

分析：（1）達(dá)到平衡時(shí)，平衡氣體中SO₃的體積分?jǐn)?shù)為0.91，
    2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），
開始  2        1         0
轉(zhuǎn)化  2x       x         2x
平衡2-2x      1-x        2x 
則

2x

3-x

=0.91，解得x=0.94，
保持上述溫度和壓強(qiáng)不變，若向容器中充入2mol SO₃，與充入2molSO₂、1molO₂，達(dá)到平衡時(shí)狀態(tài)相同，物質(zhì)的量與壓強(qiáng)成正比；
（2）達(dá)到平衡時(shí)，平衡氣體中SO₃的體積分?jǐn)?shù)為0.91，a：b=2：1，與起始充入2molSO₂、1molO₂，達(dá)到平衡時(shí)狀態(tài)相同，則物質(zhì)的量與體積成正比．

解答：解：（1）達(dá)到平衡時(shí)，平衡氣體中SO₃的體積分?jǐn)?shù)為0.91，
     2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），
開始  2        1       0
轉(zhuǎn)化 2x        x      2x 
平衡2-2x      1-x     2x
則 

2x

3-x

=0.91，解得x=0.94，
則平衡時(shí)，SO₂的體積分?jǐn)?shù)是（1-0.91）×

2

3

×100%=6%，
保持上述溫度和壓強(qiáng)不變，平衡時(shí)氣體的總的物質(zhì)的量為3mol-0.94mol=2.06mol，所以平衡時(shí)氣體的總體積為V=

2.06

3

×200=137.3L，
故答案為：6%；137.3；
（3）體積始終保持200L，達(dá)到平衡時(shí)的體積也是200L，則加入二氧化硫的物質(zhì)的量為

200×2

137.3

=2.9mol，故答案為：2.9mol．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算及等效平衡，注意把握溫度、體積、壓強(qiáng)的條件，判斷兩種狀態(tài)為等同的平衡狀態(tài)是解答的關(guān)鍵，題目難度中等．