三氧化硫气体的平衡浓度到底怎么变.doc
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1、三氧化硫气体的平衡浓度到底怎么变:欲获得SO3的最高平衡产率时,SO2和O2投料比值等于方程式的计量系数比。 :平衡浓度 平衡产率 百分含量 题目(2018天津理综):一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2,发生下列反应: 2SO2+ O2 2SO3达到平衡后改变下述条件,SO3气体平衡浓度不改变的( )。 A保持温度和容器体积不变,充入1 mol SO3 B保持温度和容器内压强不变,充入1 mol SO3 C保持温度和容器内压强不变,充入1 mol O2 D保持温度和容器内压强不变,充入1 mol Ar 答案:B。 我们不难判断选项A、B、D的正误。选项C
2、中再充入1 mol O2, 相当于SO2和O2以起始投料比1:1反应,与起始投料比2:1相比较,两次平衡时SO3气体的百分含量肯定不等,根据理想气体状态方程,pV=nRT,得P(x)=c(x)RT,结合气体分压定律,p(x)=p(总)?x%,即c(x)RT=p(总)?x% ,在p(总)、T不变条件下,SO3气体平衡浓度与它的百分含量成正比,平衡浓度也一定发生变化。 到底怎么变化呢?笔者认为C中SO3气体的平衡浓度一定减小。 为什么呢?笔者先推导在恒温恒压条件下欲获得SO3的最高平衡产率时(反应物转化率最高,产物的百分含量最高),SO2和O2起始投料比值为多少? 设反应起始时反应物总量为S mo
3、l,第一次投料SO2、O2分别为2a mol,b mol (ab),满足2a+b= S ,n(SO2):n(O2)=2a:b2:1 ;第二次投料SO2、O2分别为2cmol,cmol,满足2c+c= S ,n(SO2):n(O2)=2c:c= 2:1 第一次(假定生成2m mol SO3) 2SO2+ O2 2SO3 起始 2a b 0 反应 2mm2m平衡 2a-2mb-m2m根据平衡常数:(K为平衡常数) (2m)2=K? (2a-2m)2?(b-m) .(1) 第二次(假定生成2nmol SO3) 2SO2+ O2 2SO3 起始 2cc0 反应 2nn2n平衡 2c-2nc-n2n 根
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