Question

【題目】一定條件下，2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，反應過程的能量變化如圖所示。已知1 mol SO2(g)氧化為1 mol SO3(g)的△H＝－99　kJ·mol－1。

（1）圖中△H＝___________kJ·mol－1（填數值）；

（2）寫出SO3(g)分解成SO2(g)和O2(g)的熱化學方程式：_____________________。

（3）加入催化劑（V2O5）會使圖中B點___________（填“升高”或“降低”）。

（4）從化學鍵角度分析，E表示的意義：______________________________。

（5）某工業生產實驗數據如下：

轉化率 溫度	壓強不同時SO2的轉化率（%）
	1.01×105 Pa	5.05×105 Pa	1.01×106 Pa	5.05×106 Pa	1.01×107 Pa
450℃	97.5	98.9	99.2	99.6	99.7
550℃	85.6	92.9	94.9	97.7	98.3

你認為最適宜的條件是______________________。

（6）已知由S(s)生成3 mol SO3(g)共放出1185 kJ的熱量，單質硫的燃燒熱為_____kJ·mol－1。

（7）尾氣SO2可以用氨水吸收除去。

已知25℃時，NH3·H2O 的Kb＝1.8×10－5，H2SO3：Ka1＝1.3×10－2、Ka2＝6.2×10－8。

①若氨水的濃度為2.0 mol/L，溶液中的c(OH－)＝___________mol/L。

②將SO2 通入該氨水中，當c(OH－)降至1.0×10－7 mol/L時，溶液中的c(SO32－)/c(HSO3－)＝___________。

Answer 1

【答案】-198 2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)；ΔH=+198kJ·mol-1 降低 形成化學鍵釋放的熱量 450℃，1.01×105Pa 296 6.0×10-3 0.62

【解析】

根據熱化學反應方程式的書寫規則及蓋斯定律的應用分析解答；根據影響弱電解質的電離平衡的因素與電離平衡的關系分析解答。

(1) 因1mol SO2（g）氧化為1mol SO3的△H=-99kJmol-1，所以2molSO2（g）氧化為2molSO3的△H=-198kJmol-1，則2SO2（g）+O2（g）=2SO3（g）△H=-198KJmol-1；

故答案為：-198；

(2) SO3(g)分解成SO2(g)和O2(g)是2SO2（g）+O2（g）=2SO3（g）△H=-198KJmol-1的逆反應，熱反應方程式為：2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)；ΔH=+198kJ·mol-1；

故答案為：2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)；ΔH=+198kJ·mol-1；

(3)因為催化劑改變了反應的歷程使活化能E降低，所以B點降低；

故答案為：降低；

(4)從圖像可知，E表示的是1molSO2與O2反應生成1molSO3的過程中放出的能量，從化學鍵的角度分析，即是形成化學鍵時放出的能量；

故答案為：形成化學鍵時放出的能量；

(5)當壓強是1.01×107 Pa，450℃時,轉化率最高，但是壓強很高時，耗能太大，且轉化率沒有比當壓強是1.01×105 Pa，450℃時高很多，綜合考慮能源消耗等因素，所以我認為最適宜的條件是450℃，1.01×105Pa；

(6)根據題意已知，1molSO2（g）氧化為1molSO3的△H=-99kJmol-1，則①SO2（g）+O2（g）=SO3（g）△H=-99kJmol-1，S(s)生成3 mol SO3(g)共放出1185 kJ的熱量，即②S（s）+O2（g）=SO3（g）△H=--1185 kJmol-1，利用蓋斯定律，②-①可得到，S（s）+O2（g）=SO2（g）△H=-296KJmol-1；

故答案為：296；

(7) ①根據NH3H2ONH4++OH-，電離平衡常數可表示為：K=1.8×10－5,由于c(OH-)=c(NH4+)==6.0×10－3mol/L；

故答案為：6.0×10－3；

②當c(OH－)降至1.0×10－7 mol/L時，c(H+)=1.0×10－7 mol/L，根據H2SO3的Ka2＝6.2×10－8=，其中已知c(H+)，帶入計算，可得到==0.62；

故答案為：0.62。