Question

【題目】恒溫恒容條件下，硫可以發生如下轉化，其反應過程和能量關系如圖1所示

[已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196.6 kJ·mol－1]：

請回答下列問題：

(1)寫出能表示硫的燃燒熱的熱化學方程式：____________________。

(2)ΔH2＝_____________________。

(3)恒溫恒容時，1 mol SO2和2 mol O2充分反應，放出熱量的數值比|ΔH2|________(填“大”、“小”或“相等”)。

(4)將Ⅲ中的混合氣體通入足量的NaOH溶液中消耗NaOH的物質的量為__________，若溶液中發生了氧化還原反應，則該過程的離子方程式為______________________。

(5)向同溫、同體積的三個密閉容器中分別充入氣體：(甲)2 mol SO2 和1 mol O2；(乙) 1 mol SO2 和0.5 mol O2；(丙) 2 mol SO3；恒溫、恒容下反應達平衡時，下列關系一定正確的是( )

A．容器內壓強p：p甲＝p丙＞2p乙

B．SO3的質量m：m甲＝m丙＞2m乙

C．c(SO2)與c(O2)之比k：k甲＝k丙＞k乙

D．反應放出或吸收熱量的數值Q：Q甲＝Q丙＞2Q乙

(6)某SO2(g)和O2(g)體系，時間t1達到平衡后，改變某一外界條件，反應速率v與時間t的關系如圖2所示，若不改變SO2(g)和O2(g)的量，則圖中t4時引起平衡移動的條件可能是__________；圖中表示平衡混合物中SO3的含量最高的一段時間是____________。

(7)各階段平衡時對應的平衡常數如下表所示：

t1～t2	t3～t4	t5～t6	t6～t7
K1	K2	K3	K4

K1、K2、K3、K4之間的關系為__________________。

Answer 1

【答案】

(1)S(s)＋O2(g)=SO2(g) ΔH＝－297 kJ·mol－1

(2)－78.64 kJ·mol－1；

(3)大(4)2 mol；2SO2＋O2＋4OH－=2SO＋2H2O

(5)B；(6)升高溫度；t3～t4(7)K4＝K3<K2＝K1

【解析】

試題分析：(1)燃燒熱是指1mol可燃物完全燃燒生成穩定的氧化物放出的熱量，所以，硫的物質的量為1mol．由圖1可知1molS(s)完全燃燒放出的熱量為297KJ，所以，硫的燃燒熱的熱化學方程式S(s)+O2(g)═SO2(g)△H=-297 KJmol-1，故答案為：S(s)+O2(g)═SO2(g)△H=-297 KJmol-1；

(2)由由圖1可知，參加反應的n(SO2)=1mol-0.2mol=0.8mol，根據熱化學方程式：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)△H=-196.6KJmol- 1；可知，△H2=0.4△H=0.4×(=-196.6KJmol- 1)=-78.64KJmol-1．故答案為：-78.64KJmol-1

(3)恒溫恒容時，開始為1molSO2和2molO2 與開始為1molSO2和1molO2 相比，增大氧氣的濃度，平衡正向移動，所以開始為1molSO2和2molO2 的SO2轉化率高，放出熱量的數值比|△H2|大，故答案為：大

(4)反應最后得到硫酸鈉，根據鈉原子、硫原子原子守恒，n(NaOH) = 2n(S) = 2×(0.2 + 0.8)mol = 2mol，若發生氧化還原反應，則是SO2被O2氧化，離子方程式為2SO2 + O2 + 4OH-═2SO42- + 2H2O，故答案為：2mol；2SO2 + O2 + 4OH-═2SO42- + 2H2O；

(5)恒溫恒容，甲與乙起始n(SO2)：n(O2)=2：1，甲等效為在乙的基礎上增大一倍壓強，平衡向正反應移動，轉化率增大；丙按化學計量數轉化到左邊可得n(SO2)=2mol，n(O2)=1mol，與甲為等效平衡，平衡時對應個組分的物質的量相等。A、甲與丙為等效平衡，平衡時對應各組分的物質的量相等，故壓強P甲=P丙，甲等效為在乙的基礎上增大一倍壓強，平衡向正反應移動，故P乙＜P甲＜2P乙，故P甲=P丙＜2P乙，故A錯誤；B、甲與丙為等效平衡，平衡時對應各組分的物質的量相等，故質量m甲=m丙，甲等效為在乙到達平衡的基礎上，再加入1mol SO2和0.5mol O2，增大壓強，平衡向正反應移動，SO2轉化率增大，m甲＞2m乙，故m甲=m丙＞2m乙，故B正確；C、對于甲、乙，SO2、O2起始物質的量之比等于化學計量數之比，c(SO2)與c(O2)之比為定值2：1，丙為分解反應，丙中c(SO2)與c(O2)之比為2：1，故k甲=k丙=k乙=2，故C錯誤；D、甲與丙為等效平衡，平衡時對應各組分的物質的量相等，故Q甲+Q丙=197，甲等效為在乙的基礎上增大一倍壓強，平衡向正反應移動，SO2轉化率增大，故Q甲＞2Q乙，故D錯誤；故選B；

(6)t2～t3段正逆速率都加快，且v(正)＞v(逆)，平衡正向移動．t4～t5段正逆速率都加快，且v(正)＜v(逆)，平衡逆向移動．該反應為體積減小的放熱反應，若升高溫度，平衡逆向移動，若增大壓強，平衡正向移動，故t2～t3段為增大壓強，t4～t5段為升高溫度；t2～t3段為增大壓強后，平衡正向移動，SO3的含量升高，至t3～t4平衡時含量達最高，故答案為：升高溫度；t3～t4；

(7)由(6)的分析可知t2～t3段為增大壓強，則K2=K1；t4～t5段為升高溫度，則K3＜K2；所以K4=K3＜K2=K1；故答案為：K4=K3＜K2=K1。