Question

已知 2mol SO₂（g）氧化為2mol SO₃（g） 的能量變化如圖1所示：
（1）寫出SO₂（g）氧化為SO₃（g） 的熱化學方程式：

 

（2）氧化SO₂時，工業(yè)上常加入V₂O₅作催化劑，其反應機理可表示為SO₂+V₂O₅=SO₃+2VO₂，4VO₂+O₂=2V₂O₅；
上圖中表示加入V₂O₅的反應曲線為

 

（填“a”或“b”）．
（3）若在容積為2L的密閉容器中充入2mol SO₂（g）和1mol O₂（g），如圖2甲所示，經2min達到平衡，測得放出熱量為178.2kJ，則：
①2min內 O₂的化學反應速率v（O₂）=

 

；
②若再充入1mol O₂重新達到平衡時，SO₃平衡濃度的取值范圍是：

 

．
（4）若將2mol SO₂（g）和1mol O₂ （g）充入容積可變的容器乙中，初始體積為2L，達到平衡時放出熱量Q kJ，則Q

 

178.2kJ（填“＞”，“=”或“＜”）．

Answer 1

考點：熱化學方程式,反應速率的定量表示方法,催化劑的作用,化學反應的可逆性

專題：化學反應中的能量變化,化學平衡專題

分析：（1）依據圖象分析得到焓變，標注物質聚集狀態(tài)寫出熱化學方程式；
（2）催化劑降低反應的活化能，加快反應速率，但不改變化學平衡狀態(tài)；
（3）①甲是恒溫恒容條件，依據燃料變化計算反應的氧氣，結合反應速率概念計算得到氧氣的反應速率；
②依據極值轉化計算得到取值范圍；
（4）乙容器是恒溫恒壓容器，反應過程中壓強比甲容器大，反應正向進行的程度大；

解答： 解：（1）圖象分析可知，二氧化硫氧化為三氧化硫的反應過程中，每2mol二氧化硫反應放熱198KJ，熱化學方程式為：2SO₂（g）+O₂（g）

△   .

2SO₃（g），△H=-198 kJ/mol；
故答案為：2SO₂（g）+O₂（g）

△   .

2SO₃（g），△H=-198 kJ/mol；
（2）工業(yè)上常加入V₂O₅作催化劑，催化劑降低反應的活化能，加快反應速率，但不改變化學平衡狀態(tài)，不改變反應焓變，所以曲線b符合；
故答案為：b；
（3）①2SO₂（g）+O₂（g）

△   .

2SO₃（g），△H=-198 kJ/mol，若在容積為2L的密閉容器中充入2mol SO₂（g）和1mol O₂（g），如圖2甲所示，經2min達到平衡，測得放出熱量為178.2kJ，反應的氧氣物質的量=

178.2KJ

198KJ

×1mol=0.9mol，氧氣表示的反應速率=

0.9mol 2L

2min

=0.225mol/L?min；
故答案為：0.225 mol?L^-1?min^-1；
②依據化學平衡三段式列式計算
             2SO₂（g）+O₂（g）

△   .

2SO₃（g）
起始量（mol） 2          1          0
變化量（mol） 1.8        0.9        1.8
平衡量（mol）0.2        0.1          1.8
再充入1molO₂ 0.2        1.1          1.8
極值轉化      0          0.9          2
若再充入1mol O₂重新達到平衡時，依據極值轉化分析，物質的量介于1.8-2之間，SO₃平衡濃度的取值范圍是0.9mol/L＜c（SO₃）＜1 mol/L；
故答案為：0.9mol/L＜c（SO₃）＜1 mol/L；
（4）若將2mol SO₂（g）和1mol O₂ （g）充入容積可變的容器乙中，初始體積為2L，乙容器是恒溫恒壓容器，反應過程中壓強比甲容器大，反應正向進行的程度大；
達到平衡時放出熱量Q kJ，Q＞178.2KJ；
故答案為：＞；

點評：本題考查了熱化學方程式計算應用和書寫，化學平衡影響因素分析判斷，化學平衡的計算應用，極值轉化是常用判斷物質取值的方法，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．