题目

题型：不详难度：来源：

537℃、1.01×10⁵Pa 时，往容积可变的密闭容器中充入2mol SO₂、 1mol O₂，此时容器的体积为200L。向容器中加入催化剂（固体）并保持恒温恒压，发生反应：
2SO₂（气）+O₂（气） 2SO₃（气）
达到平衡时，平衡气体中SO₃的体积分数为0.91。
试回答下列问题：
（1）工业上二氧化硫的催化氧化采用常压而不采用高压的原因是：     _______。
（2）保持上述温度和压强不变，若向容器中只充入2mol SO₃并加入固体催化剂。则平衡时，SO₂的体积分数是             ，容器的体积为              L。
（3）温度仍保持537℃，容器体积保持200L不变（恒容）。充入a molSO₂、b molO₂，并加入固体催化剂，反应达平衡时，SO₃的体积分数仍为0.91，体系压强为1.01×10⁵Pa。若a:b=2:1，则a=             。

答案

（1）常压下，三氧化硫的含量已达到91%，从降低成本考虑，没有必要再加压。
（2 ）6%，137.5L。
（3）2.9。

解析

加入2molSO₃跟加入2molSO₂、1molO₂相当，在其它条件相同时可以达到相同的平衡状态。所以平衡时二氧化硫的体积分数是6%、氧气的体积分数为3%。设平衡时SO₃的物质的量为xmol，则有=0.91，可求得x=1.88，平衡时气体的总的物质的量为2.062mol，所以平衡时气体的总体积为V==137.5L。第3问中，体积始终保持200L，达到平衡时的体积也是200L，则加入二氧化硫的物质的量为=2.9mol。