Question

一定温度下，向如图所示带有可移动活塞的密闭容器中充入2L SO₂ 和1L O₂ 的混合气体，发生如下反应：2SO₂ （g）+O₂ （g）?2SO₃ （g）．
（1）若活塞可自由移动，平衡后，活塞停止在“2.1”处该反应中SO₂ 的转化率为

90%

．
（2）若开始时，充入容器的起始物质分别是
①2L SO₂ 和1L O₂；
②2L SO₃（g） 和 1L N₂；
③

4

3

L SO₂、

2

3

L O₂ 和 1L SO₃ （g），
使活塞固定在“3”处，达到平衡后，容器中SO₃ （g）占混合物的体积分数的大小关系是：

①=②＞③

（用序号①②③和“＜”、“=”、“＞”表示）．
（3）向（1）平衡后的容器中充入0.2mol 的SO₃，活塞移动后再次达到平衡时，测得此过程中从外界共吸收了1.96kJ 的热量．写出SO₂ 发生氧化反应的热化学方程式：

2SO₂（g）+O₂（g）?2 SO₃（g）△H=-196 kJ?mol^-1

．

Answer 1

分析：（1）依据化学平衡三段式列式计算；
（2）按化学计量数，将SO₃转化到左边，再比较多少；
（3）根据SO₂ 的转化率求出SO₃的转化率，求出参加反应的SO₃，再求出反应热，和热化学方程式，再根据SO₂ 发生氧化反应是SO₃ 分解反应的逆反应，写出SO₂的热化学方程式．

解答：解：（1）由题意可知，刚开始在3，平衡为2.1，设氧反应掉x L，那么二氧化硫反应掉2x L，则三氧化硫生成2x L
          2SO₂ （g）+O₂ （g）?2 SO₃ （g）
 开始的量   2           1        0
反应的量    2x          x        2x
平衡的量   2-2x         1-x      2x
因为刚开始气体的量减去最后的气体量为减少的量，即 3-（2-2x+1-x+2x）=3-2.1，所以x=0.9，SO₂的转化率=

0.9×2

2

×100%=90%；故答案为：90%；
（2）先①和②比较，假设把②中的SO₃（g）完全转化为反应物，则生成2 L SO₂ 和1 L O₂，由此可知，①和②浓度相同；②虽然加入了N₂，压强变大了，但不参与反应，也不改变反应物浓度，因此①=②；
①和③比较，③中1 L SO₃ （g）完全转化为1 L SO₂ 和0.5 L O₂，再加上③中原有的SO₂ 和 O₂ 所以③中实际有2L SO₂和1.5L O₂，因此③反应度浓度比①大，反应朝正反应方向移动，SO₃占体积分数变大，因此③＞②=①；故答案为：③＞②=①；
（3）由题可知充入SO₃反应向逆反应方向进行，已知SO₂ 生成SO₃的转化率为90%，所以其逆反应SO₃ 生成SO₂的转化率为10%，因此充入0.2mol 的SO₃时，参加反应SO₃量为0.2mol×10%=0.02mol，则2molSO₃完全反应吸收的热量为：

1.96×2

0.02

=196KJ；所以2SO₃（g）?2 SO₂（g）+O₂ （g）△H=+196 kJ?mol^-1；SO₂ 发生氧化反应是SO₃ 分解反应的逆反应，所以SO₂发生氧化反应的热化学方程式：2SO₂ （g）+O₂ （g）?2 SO₃ （g） H=-196KJ/mol，
故答案为：2SO₂（g）+O₂ （g）?2 SO₃ （g）H=-196KJ/mol．

点评：本题考查了化学平衡的有关计算，热化学方程式的书写等，难度较大．