将SO2和O2以体积比为1:3混合后,通入接触室发生反应2SO2(g)+O2(g) ≒ 2 SO3(g), 达平衡时,在同温、同压下测得反应前与反应后混合气体的密度之比为71:80。求SO2的转化率?并回答SO2接触氧化为SO3时不采取加压措施的原因。
解析
这是一道关于化学平衡和转化率的综合计算题。根据相同条件下气体的密度之比等于同体积气体的质量之比,且反应前后质量守恒,可得出气体的密度之比等于气体体积的反比。设反应前混合气体中SO2的体积为1 L,O2 应为3 L达平衡时SO2的转化的体积为x 。
根据气体的密度之比等于气体体积的反比,可得:
71:80=(4-x):4
解得x=0.45L,则转化的二氧化硫为0.9L,二氧化硫的转化率为:0.9L÷1L×100%=90%。
在工业上不加压,SO2的转化率就达90% 以上,已经很高,若再加压SO2的转化率提高不大,但对设备的要求要提高许多,故没有必要再加压。