Question

17．一定溫度下，在恒容容器中，對(duì)于反應(yīng)2SO₂（g）+O₂（g）═2SO₃（g），SO₂和O₂起始時(shí)分別為20mol和10mol，達(dá)到平衡時(shí)SO₂的轉(zhuǎn)化率為80%．若從SO₃開(kāi)始進(jìn)行反應(yīng)，在相同條件下，欲使平衡時(shí)各成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與前平衡時(shí)相同，則起始時(shí)SO₃的物質(zhì)的量及SO₃的轉(zhuǎn)化率分別為（　　）

• A． 10mol和10%
• B． 20mol和40%
• C． 20mol和20%
• D． 30mol和80%

Answer 1

分析 在恒溫恒容下，使平衡時(shí)各成分的百分含量相同，說(shuō)明兩平衡是等效平衡，反應(yīng)氣體氣體的體積不相等，應(yīng)為完全等效平衡，按化學(xué)計(jì)量轉(zhuǎn)化到方程式一邊，對(duì)應(yīng)組分的物質(zhì)的量相同，據(jù)此計(jì)算從SO₃開(kāi)始進(jìn)行反應(yīng)達(dá)相同的平衡狀態(tài)時(shí)需要SO₃的物質(zhì)的量，且平衡時(shí)同種組分的物質(zhì)的量相等，根據(jù)二氧化硫轉(zhuǎn)化率計(jì)算平衡體系中SO₃的物質(zhì)的量，再計(jì)算轉(zhuǎn)化SO₃的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算SO₃轉(zhuǎn)化率．

解答 解：在恒溫恒容下，使平衡時(shí)各成分的百分含量相同，說(shuō)明兩平衡是等效平衡，反應(yīng)氣體氣體的體積不相等，應(yīng)為完全等效平衡，按化學(xué)計(jì)量轉(zhuǎn)化到方程式一邊，對(duì)應(yīng)組分的物質(zhì)的量相同，根據(jù)方程式2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）可知，20molSO₂和10molO₂完全轉(zhuǎn)化可得n（SO₃）=n（SO₂）=20mol，故從SO₃開(kāi)始進(jìn)行反應(yīng)達(dá)相同的平衡狀態(tài)，需要SO₃的物質(zhì)的量為20mol；
從SO₂和O₂起始達(dá)平衡時(shí)，SO₂的轉(zhuǎn)化率為80%SO₂，轉(zhuǎn)化的n（SO₂）=20mol×80%=16mol，由硫元素守恒可知據(jù)平衡時(shí)n（SO₃）=n（SO₂）=16mol，平衡時(shí)同種組分的物質(zhì)的量相等，所以從SO₃開(kāi)始進(jìn)行反應(yīng)，達(dá)相同的平衡狀態(tài)，轉(zhuǎn)化的SO₃的物質(zhì)的量為20mol-16mol=4mol，故SO₃轉(zhuǎn)化率為$\frac{4mol}{20mol}$×100%=20%．
故選C

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算、等效平衡等，難度中等，理解平衡規(guī)律是解題的關(guān)鍵．