Question

已知體積為2L的恒容密閉容器中發生反應：，請根據化學反應的有關原理同答下列問題

（1）一定條件下，充入2 mol SO₂（g）和2 mol O₂（g），20 s后，測得SO₂的體積百分含量為12．5%，則用SO₂表示該反應在這20s內的反應速率為____，此時，該密閉容器內混合氣體的壓強是反應前的____倍。

（2）下面的敘述可作為判斷（1）中可逆反應達到平衡狀態依據的是（填序號）____。

①

②混合氣體的密度不變

③混合氣體的平均相對分子質量不變

④各氣體的濃度都不再發生變化

（3）下圖表示該反應的速率（v）隨時間（t）的變化的關系。則下列不同時間段中，SO₃的百分含量最高的是（  ）

 

 

據圖分析：你認為t₃時改變的外界條件可能是     ； 

t₆時保持體積不變向體系中充人少量SO₃，再次平衡后

SO₂的體積百分含量比t₆時     （填“大”\“小”或“等于”）。   

（4）下圖中P是可自由平行滑動的活塞。在相同溫度時，向A容器中充入4 mol SO₃（g），關閉K，向B容器中充入2 mol SO₃（g），兩容器分別發生反應。

已知起始時容器A和B的體積均為aL。試回答：

①反應達到平衡時容器B的體積為1．2a L，容器B中SO₃轉

化率為____

②若打開K，一段時間后重新達到平衡，容器B的體積為    __L（連通管中氣體體積忽略不計，且不考慮溫度的影響）。

（5）已知單質硫的燃燒熱為△H=-296kJ/mol，經測定由S（s）生成120gSO₃（g）可放熱592．5kJ，請寫出SO₂（g）氧化生成SO₃（g）的熱化學方程式____。

 

Answer 1

【答案】

（1）0.04mol/(L·s)(2分)    0.8倍(2分)

（2）③④(2分)

（3）A(1分)  加入催化劑(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） 試題分析：2SO₂ +      O₂     2SO₃，

始量     2mol       2mol         0 mol

變量     2xmol      xmol         2xmol

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

依題意有：          解之得：x=0.8mol

所以用SO₂表示該反應在這20s內的反應速率為：

依據阿伏加德羅定律的推論：同溫同體積條件下，物質的量之比等于壓強之比，有：

 因此反應后的壓強為反應前的0.8倍。

（2）①中這種關系在這個反應中是不管是否達到平衡狀態一直存在，不正確；②中混合氣體的密度也是時刻不變的，因為反應前后都是氣體，質量守恒，而且體積是固定的。不正確。③該反應前后質量一定，但是正向是氣體物質的量減小的方向，因此這是達到平衡的一個重要標志。正確。④各氣體的濃度不再變化時，意味著各組分濃度t₁是一定值，正確。

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

t₃ ～t₄正逆反應速率同等程度改變，而該反應前后分子數改變，只能是加入催化劑。

體積不變時充入充人少量SO₃，相當于增大壓強。平衡向右移動。

（4）①試題分析：2SO₃      2SO₂   +      O₂   ，

始量       2mol         0 mol         0 mol

變量       2x mol       2x mol          x mol

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

依據阿伏加德羅定律的推論：同溫同壓條件下，物質的量之比等于體積之比，有：

       解之得：x=0.4   所以轉化率為40℅

②若打開K，A和B就成了一個容器，因此再次達到平衡時的總體積應該為3×1.2aL=3.6aL，除去A中原來的1L，B的體積就應該是2.6aL。

（5） 依題意有：1 mol的S最終生成1 mol的SO₃會放出592.5/1.5=395 kJ的熱量。再根椐蓋斯定律可知1 mol的SO₂（g）氧化生成1 mol的SO₃（g）能放出444-395=99 kJ的熱量。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

考點：化學反應速率跟化學平衡經以及蓋斯定律的相關知識。