Question

【題目】如圖1，將2 mol SO2和1 mol O2混合置于體積可變的密閉容器中，在T1溫度下發生如下反應：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)；△H＜0。當反應進行到時間 t0時達到平衡狀態，測得混合氣體的總物質的量為2.1 mol。 試回答：

（1）t0時SO3的物質的量為：____________，在圖2中作出反應混合物中各組分氣體的物質的量隨反應進行到t0時的變化曲線____________；

（2）當反應進行到t1時間時(t1＞t0)，給上述反應容器加熱到溫度為T2 (T2＞T1)，反應在t3時(t3＞t1)重新達到平衡狀態，新平衡混合物中氣體的總物質的量________2.1 mol（填“＜”、“＞”或“＝”）。

（3）如圖1所示，若起始時在容器中加入0.6 mol SO2、0.3 mol O2 ，保持溫度不變，達到平衡狀態后，SO3氣體的體積分數與上述平衡相比__________（填“＜”、“＞”或“＝”）。。

（4）V2O5是上述反應的催化劑，催化循環機理可能為：V2O5氧化SO2時，自身被還原為四價釩氧化物；四價釩氧化物再被氧氣氧化。寫出該催化循環機理的化學方程式________，_______；

Answer 1

【答案】1.8mol ＞ = SO2+ V2O5=SO3+2VO2 4VO2+ O2=2V2O5

【解析】

（1）設達到平衡時生成SO3的物質的量為xmol；

2SO2 + O22SO3

起始 2 mol 1 mol 0

轉化 xmol mol x mol

平衡 （2-x）mol (1-) mol x mol

據題意：（2-x） mol+(1-) mol+x mol=2.1 mol，解得x=1.8。（2）正反應放熱，升高溫度平衡逆向移動；（3）恒溫、恒壓，若起始時在容器中加入0.6 mol SO2、0.3 mol O2 ，則新平衡與原平衡是等效平衡；（4）V2O5氧化SO2時，自身被還原為四價釩氧化物，SO2被氧化為SO3；四價釩氧化物再被氧氣氧化為V2O5。

（1）設達到平衡時生成SO3的物質的量為xmol；

2SO2 + O2 2SO3

起始 2 mol 1 mol 0

轉化xmol mol x mol

平衡 （2-x）mol (1-) mol x mol

據題意：（2-x） mol+(1-) mol+x mol=2.1 mol，解得x=1.8。

t0時SO3的物質的量為1.8mol，SO2 的物質的量由2變為0.2、O2的物質的量由1變為0.1、SO3的物質的量由0變為1.8,反應混合物中各組分氣體的物質的量隨反應進行到t0時的變化曲線為；（2）正反應放熱，升高溫度平衡逆向移動，所以新平衡混合物中氣體的總物質的量>2.1 mol；（3）恒溫、恒壓，若起始時在容器中加入0.6 mol SO2、0.3 mol O2 ，則新平衡與原平衡是等效平衡；達到平衡狀態后，SO3氣體的體積分數與上述平衡相相等；（4）V2O5氧化SO2時，自身被還原為四價釩氧化物，SO2被氧化為SO3；四價釩氧化物再被氧氣氧化為V2O5，根據得失電子守恒，反應方程式是SO2+ V2O5=SO3+2VO2 、 4VO2+ O2=2V2O5。