题目
某温度时8.0molSO2和4.0molO2在密闭容器中进行反应生成SO3气体,测得起始时和平衡时(温度不变)系统的总压力分别为300kPa和220kPa。求该温度时反应:2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)的平衡常数为( ),SO2的转化率为( )。 可能的答案为,A.:80;B.:176;C.:40%;D.:80% 请在以上答案中进行选择,将正确答案对应的字母填入相应的空格内。
某温度时8.0molSO2和4.0molO2在密闭容器中进行反应生成SO3气体,测得起始时和平衡时(温度不变)系统的总压力分别为300kPa和220kPa。求该温度时反应:2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)的平衡常数为( ),SO2的转化率为( )。 可能的答案为,
A.:80;
B.:176;
C.:40%;
D.:80% 请在以上答案中进行选择,将正确答案对应的字母填入相应的空格内。
A.:80;
B.:176;
C.:40%;
D.:80% 请在以上答案中进行选择,将正确答案对应的字母填入相应的空格内。
题目解答
答案
A #D
解析
步骤 1:确定反应方程式和平衡状态
反应方程式为:2SO2(g) + O2(g) = 2SO3(g)。起始时,SO2和O2的摩尔数分别为8.0mol和4.0mol。设平衡时SO2的转化量为x mol,则平衡时SO2的摩尔数为(8.0 - x)mol,O2的摩尔数为(4.0 - x/2)mol,SO3的摩尔数为x mol。
步骤 2:计算平衡时的总摩尔数
平衡时的总摩尔数为(8.0 - x) + (4.0 - x/2) + x = 12.0 - x/2 mol。
步骤 3:利用总压力计算平衡时的摩尔数
起始时的总摩尔数为8.0 + 4.0 = 12.0 mol,起始时的总压力为300kPa,平衡时的总压力为220kPa。根据理想气体定律,压力与摩尔数成正比,因此平衡时的总摩尔数为(220/300) * 12.0 = 8.8 mol。由此可得12.0 - x/2 = 8.8,解得x = 6.4 mol。
步骤 4:计算SO2的转化率
SO2的转化率为(6.4/8.0) * 100% = 80%。
步骤 5:计算平衡常数
平衡时SO2、O2和SO3的摩尔数分别为1.6mol、0.8mol和6.4mol。平衡常数Kp = (P_SO3^2) / (P_SO2^2 * P_O2)。由于压力与摩尔数成正比,因此Kp = (6.4^2) / (1.6^2 * 0.8) = 176。
反应方程式为:2SO2(g) + O2(g) = 2SO3(g)。起始时,SO2和O2的摩尔数分别为8.0mol和4.0mol。设平衡时SO2的转化量为x mol,则平衡时SO2的摩尔数为(8.0 - x)mol,O2的摩尔数为(4.0 - x/2)mol,SO3的摩尔数为x mol。
步骤 2:计算平衡时的总摩尔数
平衡时的总摩尔数为(8.0 - x) + (4.0 - x/2) + x = 12.0 - x/2 mol。
步骤 3:利用总压力计算平衡时的摩尔数
起始时的总摩尔数为8.0 + 4.0 = 12.0 mol,起始时的总压力为300kPa,平衡时的总压力为220kPa。根据理想气体定律,压力与摩尔数成正比,因此平衡时的总摩尔数为(220/300) * 12.0 = 8.8 mol。由此可得12.0 - x/2 = 8.8,解得x = 6.4 mol。
步骤 4:计算SO2的转化率
SO2的转化率为(6.4/8.0) * 100% = 80%。
步骤 5:计算平衡常数
平衡时SO2、O2和SO3的摩尔数分别为1.6mol、0.8mol和6.4mol。平衡常数Kp = (P_SO3^2) / (P_SO2^2 * P_O2)。由于压力与摩尔数成正比,因此Kp = (6.4^2) / (1.6^2 * 0.8) = 176。