Question

【题目】如图1，将2 mol SO2和1 mol O2混合置于体积可变的密闭容器中，在T1温度下发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)；△H＜0。当反应进行到时间 t0时达到平衡状态，测得混合气体的总物质的量为2.1 mol。 试回答：

（1）t0时SO3的物质的量为：____________，在图2中作出反应混合物中各组分气体的物质的量随反应进行到t0时的变化曲线____________；

（2）当反应进行到t1时间时(t1＞t0)，给上述反应容器加热到温度为T2 (T2＞T1)，反应在t3时(t3＞t1)重新达到平衡状态，新平衡混合物中气体的总物质的量________2.1 mol（填“＜”、“＞”或“＝”）。

（3）如图1所示，若起始时在容器中加入0.6 mol SO2、0.3 mol O2 ，保持温度不变，达到平衡状态后，SO3气体的体积分数与上述平衡相比__________（填“＜”、“＞”或“＝”）。。

（4）V2O5是上述反应的催化剂，催化循环机理可能为：V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒氧化物；四价钒氧化物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式________，_______；

Answer 1

【答案】1.8mol ＞ = SO2+ V2O5=SO3+2VO2 4VO2+ O2=2V2O5

【解析】

（1）设达到平衡时生成SO3的物质的量为xmol；

2SO2 + O22SO3

起始 2 mol 1 mol 0

转化 xmol mol x mol

平衡 （2-x）mol (1-) mol x mol

据题意：（2-x） mol+(1-) mol+x mol=2.1 mol，解得x=1.8。（2）正反应放热，升高温度平衡逆向移动；（3）恒温、恒压，若起始时在容器中加入0.6 mol SO2、0.3 mol O2 ，则新平衡与原平衡是等效平衡；（4）V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒氧化物，SO2被氧化为SO3；四价钒氧化物再被氧气氧化为V2O5。

（1）设达到平衡时生成SO3的物质的量为xmol；

2SO2 + O2 2SO3

起始 2 mol 1 mol 0

转化xmol mol x mol

平衡 （2-x）mol (1-) mol x mol

据题意：（2-x） mol+(1-) mol+x mol=2.1 mol，解得x=1.8。

t0时SO3的物质的量为1.8mol，SO2 的物质的量由2变为0.2、O2的物质的量由1变为0.1、SO3的物质的量由0变为1.8,反应混合物中各组分气体的物质的量随反应进行到t0时的变化曲线为；（2）正反应放热，升高温度平衡逆向移动，所以新平衡混合物中气体的总物质的量>2.1 mol；（3）恒温、恒压，若起始时在容器中加入0.6 mol SO2、0.3 mol O2 ，则新平衡与原平衡是等效平衡；达到平衡状态后，SO3气体的体积分数与上述平衡相相等；（4）V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒氧化物，SO2被氧化为SO3；四价钒氧化物再被氧气氧化为V2O5，根据得失电子守恒，反应方程式是SO2+ V2O5=SO3+2VO2 、 4VO2+ O2=2V2O5。