Question

【題目】一定溫度下，向一容積為10 L的恒容密閉容器中充入2 mol SO2和1mol O2，發生反應：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196 kJ/mol。當反應進行10分鐘時達到平衡狀態，容器內壓強變為起始時的0.7倍。請回答下列問題：

（1）SO2的轉化率為______________________。

（2）從開始到10分鐘，用氧氣表示該反應的平均反應速率v(O2)=______________________。

（3）達到平衡時反應放出的熱量為______________________。

Answer 1

【答案】 90% 9×10-3mol/(L·min) 176.4kJ

【解析】（1）根據轉化率概念等于變化量比上初始量進行解答；（2）根據化學反應速率公式進行計算；（3）依據熱化學方程式定量關系和實際消耗二氧化硫的物質的量計算反應放出的熱量進行解答。

（1）設SO2的變化量是x，則根據三段式有：
2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）
初始物質的量（mol）： 2 1 0
變化物質的量（mol）： x 0.5x x
平衡物質的量（mol）：2 -x 1-0.5x x
當反應達到平衡時，容器內壓強變為起始時的0.7倍，則（2-x+1-0.5x+x）/（2+1）=0.7，x=1.8 mol。SO2的轉化率為=變化量 /初始量×100%=90%

（2）結合上述分析知，從開始到10分鐘，氧氣的變化量為0.9 mol，氧氣濃度變化為c(O2)=0.09 mol/L，反應的平均反應速率v(O2)= 0.009 mol/(L.min)。答案：9×10-3mol/(L·min)

（3）2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=196kJ/mol,反應過程中消耗二氧化硫物質的量2mol放196KJ,根據上述分析消耗二氧化硫物質的量為1.8mol,放出熱量=1.8mol×196KJ/2mol =176.4kJ，答案：176.4kJ。