Question

已知体积为2L的恒容密闭容器中发生反应：，请根据化学反应的有关原理同答下列问题

（1）一定条件下，充入2 mol SO₂（g）和2 mol O₂（g），20 s后，测得SO₂的体积百分含量为12．5%，则用SO₂表示该反应在这20s内的反应速率为____，此时，该密闭容器内混合气体的压强是反应前的____倍。

（2）下面的叙述可作为判断（1）中可逆反应达到平衡状态依据的是（填序号）____。

①

②混合气体的密度不变

③混合气体的平均相对分子质量不变

④各气体的浓度都不再发生变化

（3）下图表示该反应的速率（v）随时间（t）的变化的关系。则下列不同时间段中，SO₃的百分含量最高的是（  ）

 

 

据图分析：你认为t₃时改变的外界条件可能是     ； 

t₆时保持体积不变向体系中充人少量SO₃，再次平衡后

SO₂的体积百分含量比t₆时     （填“大”\“小”或“等于”）。   

（4）下图中P是可自由平行滑动的活塞。在相同温度时，向A容器中充入4 mol SO₃（g），关闭K，向B容器中充入2 mol SO₃（g），两容器分别发生反应。

已知起始时容器A和B的体积均为aL。试回答：

①反应达到平衡时容器B的体积为1．2a L，容器B中SO₃转

化率为____

②若打开K，一段时间后重新达到平衡，容器B的体积为    __L（连通管中气体体积忽略不计，且不考虑温度的影响）。

（5）已知单质硫的燃烧热为△H=-296kJ/mol，经测定由S（s）生成120gSO₃（g）可放热592．5kJ，请写出SO₂（g）氧化生成SO₃（g）的热化学方程式____。

 

Answer 1

【答案】

（1）0.04mol/(L·s)(2分)    0.8倍(2分)

（2）③④(2分)

（3）A(1分)  加入催化剂(1分)   小(1分)

（4）40℅(2分)   2.6a(2分)

（5）2SO₂ (g) + O₂ (g)  2SO₃ (g)；ΔH ＝ －198 kJ·mol^-1(2分)

或者： SO₂ (g) + O₂ (g)  SO₃ (g)；ΔH ＝ －99 kJ·mol^-1

【解析】

（1） 试题分析：2SO₂ +      O₂     2SO₃，

始量     2mol       2mol         0 mol

变量     2xmol      xmol         2xmol

平衡    (2-2x) mol   (2-x) mol      2xmol

依题意有：          解之得：x=0.8mol

所以用SO₂表示该反应在这20s内的反应速率为：

依据阿伏加德罗定律的推论：同温同体积条件下，物质的量之比等于压强之比，有：

 因此反应后的压强为反应前的0.8倍。

（2）①中这种关系在这个反应中是不管是否达到平衡状态一直存在，不正确；②中混合气体的密度也是时刻不变的，因为反应前后都是气体，质量守恒，而且体积是固定的。不正确。③该反应前后质量一定，但是正向是气体物质的量减小的方向，因此这是达到平衡的一个重要标志。正确。④各气体的浓度不再变化时，意味着各组分浓度t₁是一定值，正确。

（3）t₁ ～t₂ 平衡逆向移动，t₃ ～t₄平衡不移动t₄ ～t₅平衡逆向移动，因此选A

t₃ ～t₄正逆反应速率同等程度改变，而该反应前后分子数改变，只能是加入催化剂。

体积不变时充入充人少量SO₃，相当于增大压强。平衡向右移动。

（4）①试题分析：2SO₃      2SO₂   +      O₂   ，

始量       2mol         0 mol         0 mol

变量       2x mol       2x mol          x mol

平衡      (2-2x) mol    (0+2x) mol L     (0+x) mol

依据阿伏加德罗定律的推论：同温同压条件下，物质的量之比等于体积之比，有：

       解之得：x=0.4   所以转化率为40℅

②若打开K，A和B就成了一个容器，因此再次达到平衡时的总体积应该为3×1.2aL=3.6aL，除去A中原来的1L，B的体积就应该是2.6aL。

（5） 依题意有：1 mol的S最终生成1 mol的SO₃会放出592.5/1.5=395 kJ的热量。再根椐盖斯定律可知1 mol的SO₂（g）氧化生成1 mol的SO₃（g）能放出444-395=99 kJ的热量。因此：

2SO₂ (g) + O₂ (g)  2SO₃ (g)；ΔH ＝ －198 kJ·mol^-1

或者：SO₂ (g) + O₂ (g)  SO₃ (g)；ΔH ＝ －99 kJ·mol^-1

考点：化学反应速率跟化学平衡经以及盖斯定律的相关知识。