Question

【题目】恒温恒容条件下，硫可以发生如下转化，其反应过程和能量关系如图1所示

[已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196.6 kJ·mol－1]：

请回答下列问题：

(1)写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式：____________________。

(2)ΔH2＝_____________________。

(3)恒温恒容时，1 mol SO2和2 mol O2充分反应，放出热量的数值比|ΔH2|________(填“大”、“小”或“相等”)。

(4)将Ⅲ中的混合气体通入足量的NaOH溶液中消耗NaOH的物质的量为__________，若溶液中发生了氧化还原反应，则该过程的离子方程式为______________________。

(5)向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体：(甲)2 mol SO2 和1 mol O2；(乙) 1 mol SO2 和0.5 mol O2；(丙) 2 mol SO3；恒温、恒容下反应达平衡时，下列关系一定正确的是( )

A．容器内压强p：p甲＝p丙＞2p乙

B．SO3的质量m：m甲＝m丙＞2m乙

C．c(SO2)与c(O2)之比k：k甲＝k丙＞k乙

D．反应放出或吸收热量的数值Q：Q甲＝Q丙＞2Q乙

(6)某SO2(g)和O2(g)体系，时间t1达到平衡后，改变某一外界条件，反应速率v与时间t的关系如图2所示，若不改变SO2(g)和O2(g)的量，则图中t4时引起平衡移动的条件可能是__________；图中表示平衡混合物中SO3的含量最高的一段时间是____________。

(7)各阶段平衡时对应的平衡常数如下表所示：

t1～t2	t3～t4	t5～t6	t6～t7
K1	K2	K3	K4

K1、K2、K3、K4之间的关系为__________________。

Answer 1

【答案】

(1)S(s)＋O2(g)=SO2(g) ΔH＝－297 kJ·mol－1

(2)－78.64 kJ·mol－1；

(3)大(4)2 mol；2SO2＋O2＋4OH－=2SO＋2H2O

(5)B；(6)升高温度；t3～t4(7)K4＝K3<K2＝K1

【解析】

试题分析：(1)燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量，所以，硫的物质的量为1mol．由图1可知1molS(s)完全燃烧放出的热量为297KJ，所以，硫的燃烧热的热化学方程式S(s)+O2(g)═SO2(g)△H=-297 KJmol-1，故答案为：S(s)+O2(g)═SO2(g)△H=-297 KJmol-1；

(2)由由图1可知，参加反应的n(SO2)=1mol-0.2mol=0.8mol，根据热化学方程式：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)△H=-196.6KJmol- 1；可知，△H2=0.4△H=0.4×(=-196.6KJmol- 1)=-78.64KJmol-1．故答案为：-78.64KJmol-1

(3)恒温恒容时，开始为1molSO2和2molO2 与开始为1molSO2和1molO2 相比，增大氧气的浓度，平衡正向移动，所以开始为1molSO2和2molO2 的SO2转化率高，放出热量的数值比|△H2|大，故答案为：大

(4)反应最后得到硫酸钠，根据钠原子、硫原子原子守恒，n(NaOH) = 2n(S) = 2×(0.2 + 0.8)mol = 2mol，若发生氧化还原反应，则是SO2被O2氧化，离子方程式为2SO2 + O2 + 4OH-═2SO42- + 2H2O，故答案为：2mol；2SO2 + O2 + 4OH-═2SO42- + 2H2O；

(5)恒温恒容，甲与乙起始n(SO2)：n(O2)=2：1，甲等效为在乙的基础上增大一倍压强，平衡向正反应移动，转化率增大；丙按化学计量数转化到左边可得n(SO2)=2mol，n(O2)=1mol，与甲为等效平衡，平衡时对应个组分的物质的量相等。A、甲与丙为等效平衡，平衡时对应各组分的物质的量相等，故压强P甲=P丙，甲等效为在乙的基础上增大一倍压强，平衡向正反应移动，故P乙＜P甲＜2P乙，故P甲=P丙＜2P乙，故A错误；B、甲与丙为等效平衡，平衡时对应各组分的物质的量相等，故质量m甲=m丙，甲等效为在乙到达平衡的基础上，再加入1mol SO2和0.5mol O2，增大压强，平衡向正反应移动，SO2转化率增大，m甲＞2m乙，故m甲=m丙＞2m乙，故B正确；C、对于甲、乙，SO2、O2起始物质的量之比等于化学计量数之比，c(SO2)与c(O2)之比为定值2：1，丙为分解反应，丙中c(SO2)与c(O2)之比为2：1，故k甲=k丙=k乙=2，故C错误；D、甲与丙为等效平衡，平衡时对应各组分的物质的量相等，故Q甲+Q丙=197，甲等效为在乙的基础上增大一倍压强，平衡向正反应移动，SO2转化率增大，故Q甲＞2Q乙，故D错误；故选B；

(6)t2～t3段正逆速率都加快，且v(正)＞v(逆)，平衡正向移动．t4～t5段正逆速率都加快，且v(正)＜v(逆)，平衡逆向移动．该反应为体积减小的放热反应，若升高温度，平衡逆向移动，若增大压强，平衡正向移动，故t2～t3段为增大压强，t4～t5段为升高温度；t2～t3段为增大压强后，平衡正向移动，SO3的含量升高，至t3～t4平衡时含量达最高，故答案为：升高温度；t3～t4；

(7)由(6)的分析可知t2～t3段为增大压强，则K2=K1；t4～t5段为升高温度，则K3＜K2；所以K4=K3＜K2=K1；故答案为：K4=K3＜K2=K1。