Question

2．工业制硫酸时，利用催化氧化反应将SO₂转化为SO₃是一个关键的步骤．其反应为：SO₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）?SO₃（g）△H=-98kJ•mol^-1．一定温度时，向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的SO₂和O₂，一段时间后达到平衡，反应过程中测定的部分数据见表

反应时间/min	n（SO2）/mol	n（O2）/mol
0	2	1
5	1.2
10		0.4
15	0.8

（1）保持温度不变，向平衡后的容器中再充入1mol SO₂和0.5mol O₂，再次答平衡后，0.2mol/L＜c（O₂）＜0.3mol/L
（2）保持其他条件不变，若起始时向容器中充入2mol SO₃，达到平衡时吸收78.4kJ的热量．

Answer 1

分析 根据表格数据有：
      2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
初始量：2          1        0
变化量：1.2        0.6      1.2
平衡量：0.8       0.4        1.2
（1）保持温度不变，向平衡后的容器中再充入1mol SO₂和0.5mol O₂，相当于在原来的基础上先扩大1.5倍，后再压缩到原来体积，据此分析；
（2）保持其他条件不变，若起始时向容器中充入2mol SO₃，与充入2mol SO₂（g）和1mol O₂（g）完全等效，据此分析．

解答 解：根据表格数据有：
      2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
初始量：2       1         0
变化量：1.2    0.6       1.2
平衡量：0.8    0.4       1.2
（1）保持温度不变，向平衡后的容器中再充入1mol SO₂和0.5mol O₂，相当于在原来的基础上先扩大1.5倍，则平衡时氧气得浓度为$\frac{0.4×1.5mol}{2L}$=0.3mol/L，后再压缩到原来体积即增大压强，平衡正向移动，所以达到新平衡时氧气得浓度$\frac{0.4mol}{2L}$=0.2mol/L＜c（O₂）＜0.3mol/L，故答案为：0.2；0.3；
（2）保持其他条件不变，起始时向容器中充入2mol SO₃，与充入2mol SO₂（g）和1mol O₂（g）完全等效，所以达平衡时SO₃的物质的量为1.2mol，则反应消耗0.8molSO₃，所以吸收0.8×98=78.4kJ的热量，故答案为：78.4kJ．

点评 本题涉及等效平衡的建立以及化学反应达到平衡时物质的浓度等方面的知识，属于综合知识的考查，难度较大．