Question

已知 2mol SO₂（g）氧化为2mol SO₃（g） 的能量变化如图1所示：
（1）写出SO₂（g）氧化为SO₃（g） 的热化学方程式：

 

（2）氧化SO₂时，工业上常加入V₂O₅作催化剂，其反应机理可表示为SO₂+V₂O₅=SO₃+2VO₂，4VO₂+O₂=2V₂O₅；
上图中表示加入V₂O₅的反应曲线为

 

（填“a”或“b”）．
（3）若在容积为2L的密闭容器中充入2mol SO₂（g）和1mol O₂（g），如图2甲所示，经2min达到平衡，测得放出热量为178.2kJ，则：
①2min内 O₂的化学反应速率v（O₂）=

 

；
②若再充入1mol O₂重新达到平衡时，SO₃平衡浓度的取值范围是：

 

．
（4）若将2mol SO₂（g）和1mol O₂ （g）充入容积可变的容器乙中，初始体积为2L，达到平衡时放出热量Q kJ，则Q

 

178.2kJ（填“＞”，“=”或“＜”）．

Answer 1

考点：热化学方程式,反应速率的定量表示方法,催化剂的作用,化学反应的可逆性

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题

分析：（1）依据图象分析得到焓变，标注物质聚集状态写出热化学方程式；
（2）催化剂降低反应的活化能，加快反应速率，但不改变化学平衡状态；
（3）①甲是恒温恒容条件，依据燃料变化计算反应的氧气，结合反应速率概念计算得到氧气的反应速率；
②依据极值转化计算得到取值范围；
（4）乙容器是恒温恒压容器，反应过程中压强比甲容器大，反应正向进行的程度大；

解答： 解：（1）图象分析可知，二氧化硫氧化为三氧化硫的反应过程中，每2mol二氧化硫反应放热198KJ，热化学方程式为：2SO₂（g）+O₂（g）

△   .

2SO₃（g），△H=-198 kJ/mol；
故答案为：2SO₂（g）+O₂（g）

△   .

2SO₃（g），△H=-198 kJ/mol；
（2）工业上常加入V₂O₅作催化剂，催化剂降低反应的活化能，加快反应速率，但不改变化学平衡状态，不改变反应焓变，所以曲线b符合；
故答案为：b；
（3）①2SO₂（g）+O₂（g）

△   .

2SO₃（g），△H=-198 kJ/mol，若在容积为2L的密闭容器中充入2mol SO₂（g）和1mol O₂（g），如图2甲所示，经2min达到平衡，测得放出热量为178.2kJ，反应的氧气物质的量=

178.2KJ

198KJ

×1mol=0.9mol，氧气表示的反应速率=

0.9mol 2L

2min

=0.225mol/L?min；
故答案为：0.225 mol?L^-1?min^-1；
②依据化学平衡三段式列式计算
             2SO₂（g）+O₂（g）

△   .

2SO₃（g）
起始量（mol） 2          1          0
变化量（mol） 1.8        0.9        1.8
平衡量（mol）0.2        0.1          1.8
再充入1molO₂ 0.2        1.1          1.8
极值转化      0          0.9          2
若再充入1mol O₂重新达到平衡时，依据极值转化分析，物质的量介于1.8-2之间，SO₃平衡浓度的取值范围是0.9mol/L＜c（SO₃）＜1 mol/L；
故答案为：0.9mol/L＜c（SO₃）＜1 mol/L；
（4）若将2mol SO₂（g）和1mol O₂ （g）充入容积可变的容器乙中，初始体积为2L，乙容器是恒温恒压容器，反应过程中压强比甲容器大，反应正向进行的程度大；
达到平衡时放出热量Q kJ，Q＞178.2KJ；
故答案为：＞；

点评：本题考查了热化学方程式计算应用和书写，化学平衡影响因素分析判断，化学平衡的计算应用，极值转化是常用判断物质取值的方法，掌握基础是关键，题目难度中等．