Question

1．高温裂解法处理工业废硫酸的原理为：2H₂SO₄（l）=2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（g）△H=+550kJ/mol，它由两步反应组成：
i．H₂SO₄（l）=SO₃（g）+H₂O（g）△H=+177kJ/mol
ii．SO₃（g）分解．
（1）SO₃（g）分解的热化学方程式为2SO₃（g）=2SO₂（g）+O₂（g）△H=+196kJ/mol．
（2）工业上常用SO₂制备Na₂S₂O₃，向0.1mol/L的Na₂S₂O₃溶液中滴加稀硫酸的离子方程式为S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O．
（3）反应ii的△S＞ 0 （填“＞”、“＜”、“=”）．
（4）对反应ii，可用V₂O₅作催化剂． 已知：SO₂+V₂O₅?SO₃+V₂O₄K₁、$\frac{1}{2}$O₂+V₂O₄?V₂O₅K₂，则在相同温度下，2SO₃（g）?2SO₂（g）+O₂（g）的平衡常数 K=$\frac{1}{{{K}_{1}}^{2}•{{K}_{2}}^{2}}$（用K₁、K₂表示）．
（5）L（L₁、L₂），X可分别代表压强或温度，如图表示L一定时，反应ii中SO₃（g）的平衡转化率随X的变化关系．
①X代表的物理量是压强；
②比较L₁、L₂的大小L₂＞L₁．
（6）维持体系总压p恒定，在T℃时，物质的量为9mol、体积为2L的SO₃（g）发生反应：2SO₃（g）?2SO₂（g）+O₂（g），已知SO₃的平衡转化率25%，则在该温度下反应的平衡常数K=$\frac{1}{18}$mol/L（用最简分数表示）．

Answer 1

分析 （1）已知：①2H₂SO₄（l）═2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（g）△H=+550kJ•mol^-1
②H₂SO₄（l）═SO₃（g）+H₂O（g）△H=+177kJ•mol^-1
根据盖斯定律①-2×②可得；
（2）根据化合价分析用Na₂S₂O₃制备SO₂，另一产物为S；
（3）反应气体体积增多，△S＞0；
（4）已知：①SO₂+V₂O₅?SO₃+V₂O₄ K₁，
   ②$\frac{1}{2}$O₂+V₂O₄?V₂O₅ K₂，则-（①+②）×2可得2SO₃（g）?2SO₂（g）+O₂（g），再得该反应的K；
（5））①由图可知，X越大，转化率越低；
②分解反应为吸热反应，温度高，转化率大；
（6）根据三段式列出平衡时各物质的量计算．

解答 解：（1）已知：①2H₂SO₄（l）═2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（g）△H=+550kJ•mol^-1
②H₂SO₄（l）═SO₃（g）+H₂O（g）△H=+177kJ•mol^-1
根据盖斯定律①-2×②可得：2SO₃（g）=2SO₂（g）+O₂（g）△H=+196 kJ/mol；
故答案为：2SO₃（g）=2SO₂（g）+O₂（g）△H=+196 kJ/mol；
（2）Na₂S₂O₃溶液中滴加稀硫酸制备二氧化硫的方程为：S₂O₃ ^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O；
故答案为：S₂O₃ ^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O；
（3）反应气体体积增多，△S＞0；
故答案为：＞；
（4）已知：：①SO₂+V₂O₅?SO₃+V₂O₄ K₁，
$\frac{1}{2}$O₂+V₂O₄?V₂O₅ K₂，
则-（①+②）×2可得2SO₃（g）?2SO₂（g）+O₂（g），K=$\frac{1}{{{K}_{1}}^{2}•{{K}_{2}}^{2}}$；
故答案为：$\frac{1}{{{K}_{1}}^{2}•{{K}_{2}}^{2}}$；
（5）①）①由图可知，X越大，转化率越低，升高温度转化率增大，则X表示压强；
故答案为：压强；
②由SO₃（g）=SO₂（g）+O₂（g）△H＞0，温度高，转化率大，图中等压强时L₂对应的转化率大；
故答案为：L₂＞L₁；
（6）在T℃时，物质的量为9mol、体积为2L的SO₃（g）发生反应，SO₃的平衡转化率25%，
                        2SO₃（g）?2SO₂（g）+O₂（g），
起始量（mol）：9               0               0
转化量（mol）：2.25              2.25          1.125
平衡量（mol）：6.75            2.25           1.125
维持体系总压p恒定，平衡时容器的体积为V，则$\frac{9}{6.75+2.25+1.125}=\frac{2L}{V}$，V=2.25L，则平衡常数K=$\frac{（2.25mol÷2.25L）^{2}×（1.125mol÷2.25L）}{（6.75mol÷2.25L）^{2}}$=$\frac{1}{18}$mol/L；
故答案为：$\frac{1}{18}$ mol/L．

点评 本题考查盖斯定律、氧化还原反应、及化学平衡等，为高频考点，把握发生的反应、平衡影响因素为解答的关键，侧重分析与应用能力的综合考查，题目难度中等．