Question

（8分）在537℃、101KPa 時，往容積可變的密閉容器中充入2mol SO₂、 1mol O₂，此時容器的體積為200L。向容器中加入催化劑（固體）并保持恒溫恒壓，發生反應：2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)達到平衡時，平衡氣體中SO₃的體積分數為91%。試回答下列問題：
（1）保持上述溫度和壓強不變，若向容器中只充入2mol SO₃并加入固體催化劑。則平衡時，SO₂的體積分數是        ，容器的體積為           L。
（2）若溫度和容器的容積不變，則平衡時的容器內氣體的壓強為          KPa。
（3）溫度仍保持537℃，容器體積保持200L不變（恒容）。充入a molSO₂、b molO₂，并加入固體催化劑，反應達平衡時，SO₃的體積分數仍為0.91，體系壓強為101KPa。若a:b=2:1，則a=             。

Answer 1

（1）60%  137（2）69（3）2.91

試題分析：（1）充入2mol SO₂、 1mol O₂和只充入2mol SO₃是等效平衡。
2SO₃(g) 2SO₂(g)+O₂(g)
始(mol) 2
變(mol) 2x            2x     x
平(mol)2-2x           2x     x
由三氧化硫體積分數為91%得x=18/291。二氧化硫體積分數為60%，容器體積約為137L。
（2）若溫度和容器的體積不變，則壓強比等于氣體物質的量比。氣體壓強約為69KPa。
（3）          2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)
始(mol) 2b     b
平(mol)2b-2x   b-x       2x
平衡時氣體物質的量為3mol，三氧化硫體積分數為91%，所以x=1.365mol，a=2.91mol。
點評：化學平衡計算列出起始、變化、平衡各物質物質的量即可解答。