Question

（I）t℃時，將2molSO₂和1mol O₂通入體積為2L的恒溫恒容密閉容器中，發(fā)生如下反應：2SO₂（g）+O₂（g）═2SO₃（g）；△H=-196kJ?mol^-1．2min時反應達到化學平衡，此時測得反應放出的熱量為39.2kJ．請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?
（1）下列敘述能證明該反應已經達到化學平衡狀態(tài)的是（填標號，下同）______
A．容器內壓強不再發(fā)生變化               B．SO₂的體積分數(shù)不再發(fā)生變化?
C．容器內氣體質量不再發(fā)生變化           D．容器內氣體密度不再發(fā)生變化?
（2）從反應開始至達到化學平衡，生成SO₃平均反應速率為______；該條件下反應的平衡常數(shù)K=______（精確到小數(shù)點后兩位）?
（3）反應達到化學平衡后，以下操作將引起平衡向正反應方向移動并能提高SO₂轉化率的是______?
A．向容器中通入少量O₂ B．向容器中通入少量SO₂?
C．使用催化劑                        D．降低溫度?
E．向容器中通入少量氦氣?
（4）上述反應達平衡后，判斷下列情況下平衡移動的方向（填“向右”、“向左”或“不移動）．?
①再通入1.6molSO₂、0.8molO₂、0.4molSO₃，______；
②再通入0.2molSO₂、0.2molSO₃，______．
（II）根據(jù)最新“人工固氮”的研究報道，在常溫、常壓、光照條件下，N₂在催化劑（摻有少量Fe₂O₃的TiO₂）表面與水發(fā)生下列反應：?
已知：
2N₂（g）+6H₂O（l）?4NH₃（g）+3O₂（g）．△H=2a kJ?mol^-1
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4KJ?mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6kJ?mol^-1
則a=______．

Answer 1

【答案】分析：（1）化學平衡狀態(tài)的標志：正反應速率等于逆反應速率，平衡混合物中各組成成分的含量不變來判斷，
（2）平均反應速率v=，平衡常數(shù)K=；
（3）根據(jù)化學平衡的影響因素來回答；
（4）根據(jù)Qc和K之間的關系來回答；
（5）根據(jù)蓋斯定律來計算．
解答：解：（1）化學平衡狀態(tài)的標志：正反應速率等于逆反應速率，平衡混合物中各組成成分的含量不變．
A．對于反應前后體積變化的反應，容器內壓強不再發(fā)生變化，說明反應達到平衡狀態(tài)，故A正確；
B．SO₂的體積分數(shù)不再發(fā)生變化，說明反應達到平衡狀態(tài)，故B正確；
C．反應前后氣體質量守恒，容器內氣體質量不再發(fā)生變化，不能說明達到平衡狀態(tài)，故C錯誤；
D．反應前后氣體質量守恒，容器內氣體質量不發(fā)生變化，容器體積保持不變，所以容器內氣體密度不會發(fā)生變化，故D錯誤．
故選AB；
（2）根據(jù)熱化學方程式知道，當放出熱量為39.2kJ時，生成三氧化硫的量為=0.4mol，則消耗二氧化硫和氧氣的量分別是0.4mol和0.2mol，所以生成SO₃平均反應速率為v===0.1mol/（L/min），達到化學平衡時二氧化硫、氧氣、三氧化硫的量分別是：=0.8mol/L，=0.4mol/L，=0.2mol/L，所以K==≈0.16L/mol，故答案為：0.1mol/（L?min）；0.16L/mol．
（3）A．向容器中通入少量O₂，即增大氧氣的濃度，能使平衡正向移動并能提高SO₂轉化率，故A正確；
B．向容器中通入少量SO₂，即增大二氧化硫的濃度，能使平衡正向移動但是能降低了SO₂轉化率，故B錯誤；
C．使用催化劑，不會影響化學平衡的移動，也不會改變二氧化硫的轉化率，故C錯誤；
D．降低溫度，化學平衡正向移動，并能提高SO₂轉化率，故D正確；
E．向容器中通入少量氦氣，當恒容時，各組分的濃度不變，則平衡不移動，故E錯誤．
故選AD．
（4）①再通入1.6molSO₂、0.8molO₂、0.4molSO₃，和原來平衡的量一樣再投料，則相當于壓縮體系為原體積的一半，所以體系的壓強增大，平衡正向移動，故答案為：向右；
②再通入0.2molSO₂、0.2molSO₃，則Qc==≈1.39L、mol＞K，所以平衡向左移動，故答案為：向左；
（II）反應2N₂（g）+6H₂O（l）?4NH₃（g）+3O₂（g）可以看成是反應2N₂（g）+6H₂（g）?4NH₃（g）和反應6H₂O（l）=6H₂（g）+3O₂（g）的和，所以反應2N₂（g）+6H₂O（l）?4NH₃（g）+3O₂（g）的△H=-92.4KJ?mol^-1×2+571.6kJ?mol^-1×3=2a=15304KJ?mol^-1，即a=765，故答案為：765．
點評：本題考查學生化學平衡的判斷和化學平衡的移動以及熱化學知識，要求學生具有分析和解決問題的能力，難度較大．