Question

【題目】恒溫恒容條件下，硫可以發(fā)生如下轉(zhuǎn)化，其反應(yīng)過(guò)程和能量關(guān)系如圖1所示

[已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196.6 kJ·mol－1]：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)寫出能表示硫的燃燒熱的熱化學(xué)方程式：____________________。

(2)ΔH2＝_____________________。

(3)恒溫恒容時(shí)，1 mol SO2和2 mol O2充分反應(yīng)，放出熱量的數(shù)值比|ΔH2|________(填“大”、“小”或“相等”)。

(4)將Ⅲ中的混合氣體通入足量的NaOH溶液中消耗NaOH的物質(zhì)的量為__________，若溶液中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，則該過(guò)程的離子方程式為______________________。

(5)向同溫、同體積的三個(gè)密閉容器中分別充入氣體：(甲)2 mol SO2 和1 mol O2；(乙) 1 mol SO2 和0.5 mol O2；(丙) 2 mol SO3；恒溫、恒容下反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，下列關(guān)系一定正確的是( )

A．容器內(nèi)壓強(qiáng)p：p甲＝p丙＞2p乙

B．SO3的質(zhì)量m：m甲＝m丙＞2m乙

C．c(SO2)與c(O2)之比k：k甲＝k丙＞k乙

D．反應(yīng)放出或吸收熱量的數(shù)值Q：Q甲＝Q丙＞2Q乙

(6)某SO2(g)和O2(g)體系，時(shí)間t1達(dá)到平衡后，改變某一外界條件，反應(yīng)速率v與時(shí)間t的關(guān)系如圖2所示，若不改變SO2(g)和O2(g)的量，則圖中t4時(shí)引起平衡移動(dòng)的條件可能是__________；圖中表示平衡混合物中SO3的含量最高的一段時(shí)間是____________。

(7)各階段平衡時(shí)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)如下表所示：

t1～t2	t3～t4	t5～t6	t6～t7
K1	K2	K3	K4

K1、K2、K3、K4之間的關(guān)系為__________________。

Answer 1

【答案】

(1)S(s)＋O2(g)=SO2(g) ΔH＝－297 kJ·mol－1

(2)－78.64 kJ·mol－1；

(3)大(4)2 mol；2SO2＋O2＋4OH－=2SO＋2H2O

(5)B；(6)升高溫度；t3～t4(7)K4＝K3<K2＝K1

【解析】

試題分析：(1)燃燒熱是指1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量，所以，硫的物質(zhì)的量為1mol．由圖1可知1molS(s)完全燃燒放出的熱量為297KJ，所以，硫的燃燒熱的熱化學(xué)方程式S(s)+O2(g)═SO2(g)△H=-297 KJmol-1，故答案為：S(s)+O2(g)═SO2(g)△H=-297 KJmol-1；

(2)由由圖1可知，參加反應(yīng)的n(SO2)=1mol-0.2mol=0.8mol，根據(jù)熱化學(xué)方程式：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)△H=-196.6KJmol- 1；可知，△H2=0.4△H=0.4×(=-196.6KJmol- 1)=-78.64KJmol-1．故答案為：-78.64KJmol-1

(3)恒溫恒容時(shí)，開(kāi)始為1molSO2和2molO2 與開(kāi)始為1molSO2和1molO2 相比，增大氧氣的濃度，平衡正向移動(dòng)，所以開(kāi)始為1molSO2和2molO2 的SO2轉(zhuǎn)化率高，放出熱量的數(shù)值比|△H2|大，故答案為：大

(4)反應(yīng)最后得到硫酸鈉，根據(jù)鈉原子、硫原子原子守恒，n(NaOH) = 2n(S) = 2×(0.2 + 0.8)mol = 2mol，若發(fā)生氧化還原反應(yīng)，則是SO2被O2氧化，離子方程式為2SO2 + O2 + 4OH-═2SO42- + 2H2O，故答案為：2mol；2SO2 + O2 + 4OH-═2SO42- + 2H2O；

(5)恒溫恒容，甲與乙起始n(SO2)：n(O2)=2：1，甲等效為在乙的基礎(chǔ)上增大一倍壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率增大；丙按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊可得n(SO2)=2mol，n(O2)=1mol，與甲為等效平衡，平衡時(shí)對(duì)應(yīng)個(gè)組分的物質(zhì)的量相等。A、甲與丙為等效平衡，平衡時(shí)對(duì)應(yīng)各組分的物質(zhì)的量相等，故壓強(qiáng)P甲=P丙，甲等效為在乙的基礎(chǔ)上增大一倍壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，故P乙＜P甲＜2P乙，故P甲=P丙＜2P乙，故A錯(cuò)誤；B、甲與丙為等效平衡，平衡時(shí)對(duì)應(yīng)各組分的物質(zhì)的量相等，故質(zhì)量m甲=m丙，甲等效為在乙到達(dá)平衡的基礎(chǔ)上，再加入1mol SO2和0.5mol O2，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，SO2轉(zhuǎn)化率增大，m甲＞2m乙，故m甲=m丙＞2m乙，故B正確；C、對(duì)于甲、乙，SO2、O2起始物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，c(SO2)與c(O2)之比為定值2：1，丙為分解反應(yīng)，丙中c(SO2)與c(O2)之比為2：1，故k甲=k丙=k乙=2，故C錯(cuò)誤；D、甲與丙為等效平衡，平衡時(shí)對(duì)應(yīng)各組分的物質(zhì)的量相等，故Q甲+Q丙=197，甲等效為在乙的基礎(chǔ)上增大一倍壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，SO2轉(zhuǎn)化率增大，故Q甲＞2Q乙，故D錯(cuò)誤；故選B；

(6)t2～t3段正逆速率都加快，且v(正)＞v(逆)，平衡正向移動(dòng)．t4～t5段正逆速率都加快，且v(正)＜v(逆)，平衡逆向移動(dòng)．該反應(yīng)為體積減小的放熱反應(yīng)，若升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，若增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，故t2～t3段為增大壓強(qiáng)，t4～t5段為升高溫度；t2～t3段為增大壓強(qiáng)后，平衡正向移動(dòng)，SO3的含量升高，至t3～t4平衡時(shí)含量達(dá)最高，故答案為：升高溫度；t3～t4；

(7)由(6)的分析可知t2～t3段為增大壓強(qiáng)，則K2=K1；t4～t5段為升高溫度，則K3＜K2；所以K4=K3＜K2=K1；故答案為：K4=K3＜K2=K1。