Question

已知體積為2L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：，請(qǐng)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的有關(guān)原理同答下列問題
（1）一定條件下，充入2 mol SO₂（g）和2 mol O₂（g），20 s后，測(cè)得SO₂的體積百分含量為12．5%，則用SO₂表示該反應(yīng)在這20s內(nèi)的反應(yīng)速率為____，此時(shí)，該密閉容器內(nèi)混合氣體的壓強(qiáng)是反應(yīng)前的____倍。
（2）下面的敘述可作為判斷（1）中可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)依據(jù)的是（填序號(hào)）____。
①
②混合氣體的密度不變
③混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變
④各氣體的濃度都不再發(fā)生變化
（3）下圖表示該反應(yīng)的速率（v）隨時(shí)間（t）的變化的關(guān)系。則下列不同時(shí)間段中，SO₃的百分含量最高的是（ ）
 
 
據(jù)圖分析：你認(rèn)為t₃時(shí)改變的外界條件可能是    ； 
t₆時(shí)保持體積不變向體系中充人少量SO₃，再次平衡后
SO₂的體積百分含量比t₆時(shí)    （填“大”\“小”或“等于”）。   
（4）下圖中P是可自由平行滑動(dòng)的活塞。在相同溫度時(shí)，向A容器中充入4 mol SO₃（g），關(guān)閉K，向B容器中充入2 mol SO₃（g），兩容器分別發(fā)生反應(yīng)。

已知起始時(shí)容器A和B的體積均為aL。試回答：
①反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)容器B的體積為1．2a L，容器B中SO₃轉(zhuǎn)
化率為____
②若打開K，一段時(shí)間后重新達(dá)到平衡，容器B的體積為   __L（連通管中氣體體積忽略不計(jì)，且不考慮溫度的影響）。
（5）已知單質(zhì)硫的燃燒熱為△H=-296kJ/mol，經(jīng)測(cè)定由S（s）生成120gSO₃（g）可放熱592．5kJ，請(qǐng)寫出SO₂（g）氧化生成SO₃（g）的熱化學(xué)方程式____。

Answer 1

（1）0.04mol/(L·s)(2分)    0.8倍(2分)
（2）③④(2分)
（3）A(1分) 加入催化劑(1分)  小(1分)
（4）40℅(2分)   2.6a(2分)
（5）2SO₂ (g) + O₂ (g)  2SO₃ (g)；ΔH＝ －198 kJ·mol^-1(2分)
或者： SO₂ (g) + O₂ (g)  SO₃ (g)；ΔH＝ －99 kJ·mol^-1

解析（1）試題分析：2SO₂ +      O₂    2SO₃，
始量     2mol      2mol         0 mol
變量     2xmol      xmol         2xmol
平衡    (2-2x) mol   (2-x) mol      2xmol
依題意有： 解之得：x=0.8mol
所以用SO₂表示該反應(yīng)在這20s內(nèi)的反應(yīng)速率為：
依據(jù)阿伏加德羅定律的推論：同溫同體積條件下，物質(zhì)的量之比等于壓強(qiáng)之比，有：
 因此反應(yīng)后的壓強(qiáng)為反應(yīng)前的0.8倍。
（2）①中這種關(guān)系在這個(gè)反應(yīng)中是不管是否達(dá)到平衡狀態(tài)一直存在，不正確；②中混合氣體的密度也是時(shí)刻不變的，因?yàn)榉磻?yīng)前后都是氣體，質(zhì)量守恒，而且體積是固定的。不正確。③該反應(yīng)前后質(zhì)量一定，但是正向是氣體物質(zhì)的量減小的方向，因此這是達(dá)到平衡的一個(gè)重要標(biāo)志。正確。④各氣體的濃度不再變化時(shí)，意味著各組分濃度t₁是一定值，正確。
（3）t₁～t₂平衡逆向移動(dòng)，t₃～t₄平衡不移動(dòng)t₄ ～t₅平衡逆向移動(dòng)，因此選A
t₃～t₄正逆反應(yīng)速率同等程度改變，而該反應(yīng)前后分子數(shù)改變，只能是加入催化劑。
體積不變時(shí)充入充人少量SO₃，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)。平衡向右移動(dòng)。
（4）①試題分析：2SO₃     2SO₂  +      O₂  ，
始量      2mol        0 mol         0 mol
變量      2x mol      2x mol         x mol
平衡     (2-2x) mol    (0+2x) mol L    (0+x) mol
依據(jù)阿伏加德羅定律的推論：同溫同壓條件下，物質(zhì)的量之比等于體積之比，有：
      解之得：x=0.4  所以轉(zhuǎn)化率為40℅
②若打開K，A和B就成了一個(gè)容器，因此再次達(dá)到平衡時(shí)的總體積應(yīng)該為3×1.2aL=3.6aL，除去A中原來的1L，B的體積就應(yīng)該是2.6aL。
（5） 依題意有：1 mol的S最終生成1 mol的SO₃會(huì)放出592.5/1.5=395 kJ的熱量。再根椐蓋斯定律可知1 mol的SO₂（g）氧化生成1 mol的SO₃（g）能放出444-395="99" kJ的熱量。因此：
2SO₂ (g) + O₂ (g)  2SO₃ (g)；ΔH＝ －198 kJ·mol^-1
或者：SO₂ (g) + O₂ (g)  SO₃ (g)；ΔH＝ －99 kJ·mol^-1
考點(diǎn)：化學(xué)反應(yīng)速率跟化學(xué)平衡經(jīng)以及蓋斯定律的相關(guān)知識(shí)。