Question

已知：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1．恒溫條件下，容積為1L的恒容容器中，硫可以發(fā)生如下轉(zhuǎn)化，其反應(yīng)過(guò)程和能量關(guān)系如圖所示．
（1）寫(xiě)出表示硫燃燒熱的熱化學(xué)方程式

 

．
（2）△H₂=

 

kJ?mol^-1．
（3）在相同條件下，充入1molSO₃和0.5molO₂，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)SO₃的轉(zhuǎn)化率為

 

，此時(shí)該反應(yīng)吸收

 

kJ的能量．

Answer 1

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式,反應(yīng)熱和焓變

專(zhuān)題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

分析：（1）燃燒熱是指1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量；
（2）根據(jù)熱化學(xué)方程式：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6KJ?mol^- 1計(jì)算；
（3）根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)K計(jì)算出平衡時(shí)SO₃的轉(zhuǎn)化率，繼而計(jì)算出吸收的熱量．

解答： 解：（1）燃燒熱是指1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量，所以，硫的物質(zhì)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(xué)方程式S（s）+O₂（g）═SO₂（g）△H=-297 KJ?mol^-1，
故答案為：S（s）+O₂（g）═SO₂（g）△H=-297 KJ?mol^-1；
（2）由由圖1可知，參加反應(yīng)的n（SO₂）=1mol-0.2mol=0.8mol，根據(jù)熱化學(xué)方程式：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6KJ?mol^- 1；可知，△H₂=0.4△H=0.4×（=-196.6KJ?mol^- 1）=-78.64KJ?mol^-1．
故答案為：-78.64KJ?mol^-1
（3）根據(jù)圖象所給的信息可知，反應(yīng)2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）的平衡常數(shù)K=

C2(SO3)

C2(SO2)?C(O2)

=

0．82

0．22×0.6

=

80

3

．
在相同條件下，充入1molSO₃和0.5molO₂，設(shè)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)SO₃轉(zhuǎn)化了Xmol，則有：
       2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
初始：0             0.5mol/L          1mol/L
△C：Xmol/L        

X

2

 mol/L         Xmol/L
平衡：Xmol/L      （0.5+

X

2

）mol/L     （1-X）mol/L
根據(jù)溫度不變，平衡常數(shù)K的值不變可知：K=

(1-X)2

X2×(0.5+ X 2 )

=

80

3

，解得：X=0.2mol，
故反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)SO₃的轉(zhuǎn)化率為

0.2mol

1mol

×100%=20%．
由熱化學(xué)方程式2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1可知，2SO₃（g）?2SO₂（g）+O₂（g）△H=-196.6kJ?mol^-1即1molSO₃分解吸收98.3KJ的熱量，則0.2molSO₃分解吸收的熱量Q=98.3KJ×0.2=19.66KJ．
故答案為：20%，19.66

點(diǎn)評(píng)：本題既考查了燃燒熱的概念，又考查了反應(yīng)熱以及化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算，綜合性較強(qiáng)，難度適中．