Question

將SO₂和O₂以體積比為1：3混合后，通入接觸室發生反應2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)，達平衡時，在同溫、同壓下測得反應前與反應后混合氣體的密度之比為71：80。求SO₂的轉化率？并回答SO₂接觸氧化為SO₃時不采取加壓措施的原因。

Answer 1

90%    在工業上不加壓，SO₂的轉化率就達90% 以上，已經很高，若再加壓SO₂的轉化率提高不大，但對設備的要求要提高許多，故沒有必要再加壓。

這是一道關于化學平衡和轉化率的綜合計算題。根據相同條件下氣體的密度之比等于同體積氣體的質量之比，且反應前后質量守恒，可得出氣體的密度之比等于氣體體積的反比。設反應前混合氣體中SO₂的體積為1 L，O₂應為3 L達平衡時SO₂的轉化的體積為x 。
2SO₂(g)+O₂(g) ≒  2 SO₃(g)   總體積
V/L（起始）  1      3         0         4L
V/L（轉化）  2x     x       2x
V/ L（平衡）1-2x    3-x       2x        4-x
根據氣體的密度之比等于氣體體積的反比，可得：
71：80=（4-x）：4   x=0.45L，則轉化的二氧化硫為0.9L，
二氧化硫的轉化率為：0.9L÷1L×100%=90%
在工業上不加壓，SO₂的轉化率就達90% 以上，已經很高，若再加壓SO₂的轉化率提高不大，但對設備的要求要提高許多，故沒有必要再加壓。