Question

【题目】I．在450℃并有催化剂存在下，在容积恒定的密闭容器内进行下列反应：2SO2 (g)+O2(g)2SO3(g) △H=-190kJmol-1

（1）该反应500℃时的平衡常数____450℃时的平衡常数(填“＞”、“＜”或“=”)。

（2）450℃时，在2L密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图，反应处于平衡状态的时间是____。

（3）据上图判断，反应进行至20min时，曲线发生变化的原因是___(用文字表达)，10min到15min的曲线变化的原因可能是___(填字母)。

a．加了催化剂 b．缩小容器体积 c．降低温度 d．增加SO3物质的量

（4）欲提高SO2的转化率，下列措施可行的是___。(填字母)

a．向装置中充入N2 b．向装置中再充入O2

c．改变反应的催化剂 d．升高温度

II．已知HCl＋O2Cl2＋H2O（未配平）中2mol HCl被氧化，放出57.8kJ的热量，且部分化学键断裂示意图如下：

①写出该反应的热化学方程式是_____。

②断开1 mol H—O键与断开 1 mol H—Cl键所需能量相差约为___kJ，H2O中H—O键比HCl中H—Cl键_____（填“强”或“弱”）。

Answer 1

【答案】< 15～20min、25～30min 增大O2的浓度 ab b 4HCl(g)＋O2(g) 2Cl2(g)＋2H2O(g) △H=－115.6kJ·mol－1 31.9 强

【解析】

I.（1）考查化学平衡常数，该反应为放热反应，升高温度，化学平衡常数减小，即500℃时的平衡常数<450℃时的平衡常数；

（2）达到平衡，组分的物质的量保持不变，因此处于平衡状态的时间是15～20min、25～30min；

（3）根据图像，20min时O2的物质的量突增，SO2物质的量减少，SO3物质的量增多，说明20min时增大O2的浓度；由图可以知道，反应向正反应进行，10min到15min反应混合物单位时间内的变化量增大，即化学反应速率增大，10min改变瞬间，各物质的物质的量不变，a、使用催化剂，增大反应速率，故a符合题意；

b、缩小容器的体积，增大压强，增大反应速率，故b符合题意；

c、降低温度，反应速率降低，故c不符合题意；

d、10min改变瞬间，各物质的物质的量不变，不是增加SO3的物质的量，故d不符合题意；

（4）提高SO2的转化率，化学平衡向正反应方向移动，a、恒温恒容状态，充入N2，N2不参与反应，组分的浓度保持不变，平衡不移动，SO2转化率不变，故a不符合题意；

b、向装置再充入O2，平衡向正反应方向移动，SO2的转化率增大，故b符合题意；

c、催化剂只影响化学反应速率，对化学平衡不移动，SO2的转化率不变，故c不符合题意；

d、该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向进行，SO2的转化率降低，故d不符合题意；

II.①配平后的反应方程式为4HCl＋O22Cl2＋2H2O，因此4molHCl被氧化，放出的热量为4mol×57.8 kJ/2mol=115.6kJ，因此热化学反应方程式为4HCl(g)＋O2(g) 2Cl2(g)＋2H2O(g) △H=－115.6kJ·mol－1；

②令H－O的键能为x，H－Cl的键能为y，利用△H=反应物的键能总和－生成物的键能总和=(4ykJ·mol－1＋498kJ·mol－1－2×243kJ·mol－1－2×2×xkJ·mol－1)=－115.6kJ·mol－1，解得y－x=－31.9；H2O中H－O键比HCl中H－Cl键强。