Question

537℃、1.01×10⁵Pa 時(shí)，往容積可變的密閉容器中充入2mol SO₂、 1mol O₂，此時(shí)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(fā)生反應(yīng)：
2SO₂（氣）+O₂（氣） 2SO₃（氣）
達(dá)到平衡時(shí)，平衡氣體中SO₃的體積分?jǐn)?shù)為0.91。
試回答下列問(wèn)題：
（1）工業(yè)上二氧化硫的催化氧化采用常壓而不采用高壓的原因是：     _______。
（2）保持上述溫度和壓強(qiáng)不變，若向容器中只充入2mol SO₃并加入固體催化劑。則平衡時(shí)，SO₂的體積分?jǐn)?shù)是             ，容器的體積為              L。
（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(yīng)達(dá)平衡時(shí)，SO₃的體積分?jǐn)?shù)仍為0.91，體系壓強(qiáng)為1.01×10⁵Pa。若a:b=2:1，則a=             。

Answer 1

（1）常壓下，三氧化硫的含量已達(dá)到91%，從降低成本考慮，沒(méi)有必要再加壓。
（2 ）6%，137.5L。
（3）2.9。

加入2molSO₃跟加入2molSO₂、1molO₂相當(dāng)，在其它條件相同時(shí)可以達(dá)到相同的平衡狀態(tài)。所以平衡時(shí)二氧化硫的體積分?jǐn)?shù)是6%、氧氣的體積分?jǐn)?shù)為3%。設(shè)平衡時(shí)SO₃的物質(zhì)的量為xmol，則有=0.91，可求得x=1.88，平衡時(shí)氣體的總的物質(zhì)的量為2.062mol，所以平衡時(shí)氣體的總體積為V==137.5L。第3問(wèn)中，體積始終保持200L，達(dá)到平衡時(shí)的體積也是200L，則加入二氧化硫的物質(zhì)的量為=2.9mol。