Question

【題目】一定溫度下，向如圖所示帶有可移動活塞的密閉容器中充入2 L SO2 和1 L O2 的混合氣體，發生如下反應2 SO2 (g) + O2 (g) 2 SO3 (g) 。

（1）若活塞可自由移動，平衡后，活塞停止在“2.1”處，則該反應中SO2 的轉化率為_______。

（2）若使活塞固定在“3”處，向容器中充入4L SO2和2L O2，反應進行到某一時刻時， SO2和O2的轉化率之比為 _____

（3）若使活塞固定在“3”處的三個相同容器，開始時，充入容器的起始物質分別是①2L SO2和1L O2 ；②2 L SO3 (g) 和 1 L N2 ；③1 L SO2 、1 L O2 和 1 L SO3 (g)。上述三種投料方式的反應體系均達到平衡后，則三種情況容器中SO3 (g)的物質的量濃度大小關系是__________（用序號和“<”、“=”、“>”表示）。

（4）向（1）平衡后的容器中充入0.2 mol 的SO3，活塞移動后再次達到平衡時，測得此過程中從外界共吸收了1.96 kJ 的熱量。寫出SO2 發生氧化反應的熱化學方程式：__________________。

Answer 1

【答案】90％ 1：1①＝②<③2 SO2(g) + O2(g)2 SO3(g) △H=　-196 kJ/mol

【解析】

(1)若活塞可自由移動，平衡后，活塞停止在“2.1”處，表明平衡時混合氣體為2.1L。
設參加反應被消耗的二氧化硫的體積為x。

解得:x＝1.8L該反應中SO2的轉化率為1.8L/2.0L100=90
（2）若使活塞固定在“3”處，屬于恒容狀態，在向容器中充入4L SO2和2L O2，是按反應計量數之比加入的反應物，無論反應進行到某一時刻， SO2和O2的轉化率之比均為1:1。故答案為：1：1。

(3)在恒容的條件下，①和②兩種方式最終達到的平衡是等效的；對于③，相當于充入2LSO2、1.5LO2，③和①相比，③中平衡正向移動的程度大于①，所以，③中SO3(g)的體積分數最大，所以，三種情況容器中SO3(g)的體積分數大小關系是①＝②＜③。
(4) 由于(1)中活塞可自由移動，向(1)平衡后的容器中充入0.2mol的SO3，活塞移動后再次達到平衡時，此時的平衡和原平衡是等效的，所以，0.2mol SO3中，有0.2mol×（1－90％）＝0.02mol分解，吸收了1.96kJ的熱量，則2mol SO3完全分解，需要吸收196kJ熱量，2molSO2和1molO2完全反應，則會放出196kJ熱量，所求熱化學方程式為:2SO2(g)＋O2(g)＝2SO3(g) ΔH＝－196kJmoL－1。