题目
56在一个抽空的容器中引入氯气和二氧化硫,若它们之间没有发生反应,则在3753K时勺分压分别为47.836kPa和44.786kPa。将容器保持在375.5K,经一定时间后,总压力减少至86.096kPa,且维持不变,求SO2Cl2(g)==SO2(g)+Cl2(g)反应的Ke
56在一个抽空的容器中引入氯气和二氧化硫,若它们之间没有发生反应,则在3753K时
勺分压分别为47.836kPa和44.786kPa。将容器保持在375.5K,经一定时间后,总压力减少
至86.096kPa,且维持不变,求SO2Cl2(g)==SO2(g)+Cl2(g)反应的Ke
题目解答
答案

解析
本题考查化学平衡常数的计算,解题思路是先根据反应方程式和初始分压,设出平衡时各物质的分压,再结合总压力的变化求出平衡时各物质的分压,最后根据标准平衡常数的表达式计算出反应的$K^{\theta}$。
- 设未知数并列出平衡时各物质的分压表达式:
- 设反应$SO_{2}Cl_{2}(g)\rightleftharpoons SO_{2}(g)+Cl_{2}(g)$达到平衡时,$SO_{2}Cl_{2}(g)$的分压为$p$。
- 因为反应开始时$SO_{2}(g)$的分压为$44.786kPa$,$Cl_{2}(g)$的分压为$47.836kPa$,根据反应的化学计量关系,每生成$1$份$SO_{2}Cl_{2}(g)$,会消耗$1$份$SO_{2}(g)$和$1$份$Cl_{2}(g)$,所以平衡时$SO_{2}(g)$的分压为$(44.786 - p)kPa$,$Cl_{2}(g)$的分压为$(47.836 - p)kPa$。
- 根据总压力求出$p$的值:
- 已知平衡时总压力$P = 86.096kPa$,根据总压力等于各物质分压之和,可列出方程:
$P=p+(44.786 - p)+(47.836 - p)=86.096kPa$ - 化简方程可得:
$92.622 - p = 86.096$ - 移项可得:
$p = 92.622 - 86.096 = 6.526kPa$
- 已知平衡时总压力$P = 86.096kPa$,根据总压力等于各物质分压之和,可列出方程:
- 求出平衡时各物质的分压:
- $SO_{2}(g)$的平衡分压为:$44.786 - 6.526 = 38.26kPa$
- $Cl_{2}(g)$的平衡分压为:$47.836 - 6.526 = 41.31kPa$
- $SO_{2}Cl_{2}(g)$的平衡分压为:$p = 6.526kPa$
- 计算标准平衡常数$K^{\theta}$:
- 对于反应$SO_{2}Cl_{2}(g)\rightleftharpoons SO_{2}(g)+Cl_{2}(g)$,其标准平衡常数表达式为:
$K^{\theta}=\frac{\frac{p(SO_{2})}{p^{\theta}}\cdot\frac{p(Cl_{2})}{p^{\theta}}}{\frac{p(SO_{2}Cl_{2})}{p^{\theta}}}$ - 其中$p^{\theta}=100kPa$,将平衡时各物质的分压代入上式可得:
$K^{\theta}=\frac{\frac{38.26}{100}\times\frac{41.31}{100}}{\frac{6.526}{100}}=\frac{38.26\times41.31}{6.526\times100}\approx2.42$
- 对于反应$SO_{2}Cl_{2}(g)\rightleftharpoons SO_{2}(g)+Cl_{2}(g)$,其标准平衡常数表达式为: