Question

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2L SO₂ 和1L O₂ 的混合氣體，發(fā)生如下反應：2SO₂ （g）+O₂ （g）?2SO₃ （g）．
（1）若活塞可自由移動，平衡后，活塞停止在“2.1”處該反應中SO₂ 的轉化率為

90%

．
（2）若開始時，充入容器的起始物質分別是
①2L SO₂ 和1L O₂；
②2L SO₃（g） 和 1L N₂；
③

4

3

L SO₂、

2

3

L O₂ 和 1L SO₃ （g），
使活塞固定在“3”處，達到平衡后，容器中SO₃ （g）占混合物的體積分數(shù)的大小關系是：

①=②＞③

（用序號①②③和“＜”、“=”、“＞”表示）．
（3）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，測得此過程中從外界共吸收了1.96kJ 的熱量．寫出SO₂ 發(fā)生氧化反應的熱化學方程式：

2SO₂（g）+O₂（g）?2 SO₃（g）△H=-196 kJ?mol^-1

．

Answer 1

分析：（1）依據化學平衡三段式列式計算；
（2）按化學計量數(shù)，將SO₃轉化到左邊，再比較多少；
（3）根據SO₂ 的轉化率求出SO₃的轉化率，求出參加反應的SO₃，再求出反應熱，和熱化學方程式，再根據SO₂ 發(fā)生氧化反應是SO₃ 分解反應的逆反應，寫出SO₂的熱化學方程式．

解答：解：（1）由題意可知，剛開始在3，平衡為2.1，設氧反應掉x L，那么二氧化硫反應掉2x L，則三氧化硫生成2x L
          2SO₂ （g）+O₂ （g）?2 SO₃ （g）
 開始的量   2           1        0
反應的量    2x          x        2x
平衡的量   2-2x         1-x      2x
因為剛開始氣體的量減去最后的氣體量為減少的量，即 3-（2-2x+1-x+2x）=3-2.1，所以x=0.9，SO₂的轉化率=

0.9×2

2

×100%=90%；故答案為：90%；
（2）先①和②比較，假設把②中的SO₃（g）完全轉化為反應物，則生成2 L SO₂ 和1 L O₂，由此可知，①和②濃度相同；②雖然加入了N₂，壓強變大了，但不參與反應，也不改變反應物濃度，因此①=②；
①和③比較，③中1 L SO₃ （g）完全轉化為1 L SO₂ 和0.5 L O₂，再加上③中原有的SO₂ 和 O₂ 所以③中實際有2L SO₂和1.5L O₂，因此③反應度濃度比①大，反應朝正反應方向移動，SO₃占體積分數(shù)變大，因此③＞②=①；故答案為：③＞②=①；
（3）由題可知充入SO₃反應向逆反應方向進行，已知SO₂ 生成SO₃的轉化率為90%，所以其逆反應SO₃ 生成SO₂的轉化率為10%，因此充入0.2mol 的SO₃時，參加反應SO₃量為0.2mol×10%=0.02mol，則2molSO₃完全反應吸收的熱量為：

1.96×2

0.02

=196KJ；所以2SO₃（g）?2 SO₂（g）+O₂ （g）△H=+196 kJ?mol^-1；SO₂ 發(fā)生氧化反應是SO₃ 分解反應的逆反應，所以SO₂發(fā)生氧化反應的熱化學方程式：2SO₂ （g）+O₂ （g）?2 SO₃ （g） H=-196KJ/mol，
故答案為：2SO₂（g）+O₂ （g）?2 SO₃ （g）H=-196KJ/mol．

點評：本題考查了化學平衡的有關計算，熱化學方程式的書寫等，難度較大．