Question

已知2SO₂（g）+O₂（g） 

加熱

催化劑

2SO₃（g）反應過程的能量變化如圖所示．請回答下列問題：
（1）1molSO₂（g）氧化為1molSO₃（g）放出的熱量為99.00kJ?mol^-1，寫出該反應的熱化學方程式

 

．
（2）①在圖中標出該反應的活化能E和反應熱△H；
②該反應通常用V₂O₅作催化劑，加V₂O₅會使圖中B點升高還是降低，請在圖中畫圖表示出來，并進行必要的標注．
（3）能夠說明在恒溫恒容條件下，上述反應已經達到化學平衡狀態(tài)的是

 

．
A．容器中氣體總壓強不變
B．容器中混合氣體的密度不變
C．每生成1mol SO₃的同時生成1molSO₂
D．SO₂、O₂、SO₃的物質的量之比為2：1：2
（4）在400℃，常壓下，向體積為2L的密閉容器中充入2mol SO₂（g）和1.92mol O₂（g），充
分反應后，測得還有0.08mol SO₂剩余，求該反應的平衡常數(shù)（要求寫出計算過程）．

Answer 1

考點：熱化學方程式,化學平衡狀態(tài)的判斷,化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：（1）依據(jù)熱化學方程式書寫方法寫出，標注物質聚集狀態(tài)和對應反應的焓變寫出；
（2）反應加入催化劑能降低反應活化能，加快反應速率，反應焓變和反應物、生成物能量有關，與反應變化過程無關，結合圖象分析繪制；
（3）反應達到平衡狀態(tài)的標志是正逆反應速率相同，個組分含量保持不變分析選項；
（4）結合化學平衡三段式列式計算平衡濃度，平衡常數(shù)是用生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應物平衡濃度冪次方乘積得到．

解答： 解：（1）1molSO₂（g）氧化為1molSO₃（g）放出的熱量為99.00kJ?mol^-1，2mol二氧化硫完全反應生成2mol三氧化硫放出熱量為198KJ，熱化學方程式為：2SO₂（g）+O₂（g）

催化劑 .

△

2SO₃（g）△H=-198.00 kJ/mo1；
故答案為：2SO₂（g）+O₂（g）

催化劑 .

△

2SO₃（g）△H=-198.00 kJ/mo1；
（2）①加入催化劑降低費用的活化能，反應焓變和反應物、生成物能量之差計算和反應過程無關；
②該反應通常用V₂O₅作催化劑，加V₂O₅會使圖中B點是降低，畫出的圖象為：，
故答案為：；

（3）2SO₂（g）十O₂（g）

催化劑 .

△

2SO₃（g）△H=-198.00 kJ/mo1，反應是氣體體積減小的放熱反應，結合平衡移動原理和平衡標志分析；
A．反應前后氣體物質的量變化，容器中氣體總壓強不變說明反應達到平衡狀態(tài)，故A正確；
B．反應中氣體質量和體積不變，容器中混合氣體的密度始終不變，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故B錯誤；
C．每生成1mol SO₃的同時生成1molSO₂ ，說明二氧化硫、三氧化硫的正逆反應速率相同，故C正確；
D．SO₂、O₂、SO₃的物質的量之比為2：1：2，是反應之比，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故D錯誤；
故答案為：AC；
（4）依據(jù)化學平衡三段式列式列式
                        2SO₂（g）+O₂（g）

催化劑 .

△

2SO₃（g）
起始量（mol/L） 2mol/2L=1mol/L   1.92mol/2L=0.96mol/L    0
變化量（mol/L）   0.96mol/L        0.48                 0.96 
平衡量（mol/L）  0.08mol/2L=0.04   0.48                 0.96

K=

c2(SO3)

c2(SO2)c(O2)

=

(0.96mol/L)2

(0.04mol/L)2×0.48mol/L

=1200 L/mol；
答：依據(jù)化學平衡三段式列式列式
                        2SO₂（g）+O₂（g）

催化劑 .

△

2SO₃（g）
起始量（mol/L） 2mol/2L=1mol/L   1.92mol/2L=0.96mol/L    0
變化量（mol/L）   0.96mol/L        0.48                 0.96 
平衡量（mol/L）  0.08mol/2L=0.04   0.48                 0.96

K=

c2(SO3)

c2(SO2)c(O2)

=

(0.96mol/L)2

(0.04mol/L)2×0.48mol/L

=1200 L/mol．

點評：本題考查了熱化學方程式書寫，圖象分析判斷，化學平衡計算方法和平衡常數(shù)概念的計算應用，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．