一定温度下，向如图所示带有可移动活塞的密闭容器中充入2 L SO2和1 L O2的混合气体，发生如下反应2 SO2 (g) + O2 (g) 2 SO3 (g)

题型：不详难度：来源：

一定温度下，向如图所示带有可移动活塞的密闭容器中充入2 L SO₂和1 L O₂的混合气体，发生如下反应2 SO₂ (g) + O₂ (g) 2 SO₃ (g) 。

（1）若活塞可自由移动，平衡后，活塞停止在“2.1”处，则该反应中SO₂的转化率为____     ____。
（2）若开始时，充入容器的起始物质分别是
①2 L SO₂和1 L O₂；
②2 L SO₃ (g) 和 1 L N₂ ；
③1 L SO₂、1 L O₂和 1 L SO₃ (g)，
使活塞固定在“3”处，达到平衡后，容器中SO₃ (g)占反应混合物的体积分数的大小关系是：
                 （用序号和“<”、“=”、“>”表示）。
（3）向（1）平衡后的容器中充入0.2 mol 的SO₃，活塞移动后再次达到平衡时，测得此过程中从外界共吸收了1.96 kJ 的热量。
写出SO₂发生氧化反应的热化学方程式：________                              。

答案

（1）90%
（2）①＝②>③
（3）2 SO₂ (g) + O₂ (g) 2 SO₃ (g) △H＝-196 kJ?mol^-1

解析

(1)2 SO₂ (g) + O₂ (g) 2 SO₃ (g)
起始量      2        1            0
变化量      2x        x           2x
平衡量     2-2x      1-x          2x
(2-2x)+( 1-x)+2x=2.1；x=0.9
则该反应中SO₂的转化率=
(2)反应为恒容条件下的可逆反应，2 L SO₂和1 L O₂的充入相当于2 L SO₃ (g)的充入，为等效平衡；而2 L SO₃ (g)充入在恒容条件下相当于2 L SO₃ (g) 和 1 L N₂ 充入，所以①②为等效平衡，容器中SO₃ (g)占反应混合物的体积分数相等；1 L SO₂、1 L O₂和 1 L SO₃ (g)的充入方式相当于2L SO₂、1.5 L O₂的充入，相当于①达到平衡后再充入0.5L的O₂平衡向正反应方向移动，容器中SO₃ (g)占反应混合物的体积分数大于①②；
（3）恒温、恒压，可逆反应中投料量成比例关系的反应互为等效平衡，所以，（1）达到平衡后再投入0.2 mol 的SO₃的反应为等效平衡，此过程SO₃的转化率为10%，即0.02 mol 的SO₃反应达到平衡，吸收热量1.96 kJ，固SO₂发生氧化反应的热化学方程式：
2 SO₂ (g) + O₂ (g) 2 SO₃ (g) △H＝-196 kJ?mol^-1