Question

【题目】I.在恒温恒压下，向密闭容器中充入4 mol SO2和2 mol O2混合气体，2 min后，反应达到平衡，生成SO3气体0.5 mol，同时放出热量Q kJ。回答下列问题

(1)写出该反应的热化学方程式为______________________________________。

(2)在该条件下，反应前后容器的体积之比为______________。

(3)①若把“恒温恒压下”改为“恒压绝热条件下”反应，平衡后n(SO3)______0.5mol(填 “大于”、“小于”或“等于”)；

②若把“恒温恒压下”改为“恒温恒容下”反应，达平衡时放出热量_______Q kJ(填 “大于”、“小于”或“等于”)。

II. 用焦炭还原NO2的反应为：2NO2(g)+2C(s )N2(g)+2CO2(g)，在恒温条件下，1 mol NO2和足量C发生该反应，测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示：

(1)A、B两点的浓度平衡常数关系：Kc(A)_____Kc(B) (填 “﹥”、“<”或“﹦”)。

(2)A、B、C三点中NO2的转化率最高的是_____(填“A”或“B”或“C”)点。

(3)计算C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)=______(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压物质的量分数)。

Answer 1

【答案】2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g) △H= 4Q kJ·mol-1 6:5.75 小于 小于 = A 2 MPa

【解析】

I.（1）根据生成SO3气体0.5 mol，同时放出热量Q kJ，计算生成2mol时放出的热量，写热化学方程式，注意标物质状态；

（2）通过三段式计算平衡时各物质的量，恒压下，气体的体积之比=物质的量之比；

（3）①该反应是放热反应，绝热条件下，反应器温度升高，相对于恒温平衡逆向移动；

②该反应气体体积减小，恒容条件相当于对恒压条件平衡下的减小压强，平衡逆向移动，放出的热量减小。

II. ①化学平衡常数K只与温度有关，温度不变，K不变；

②根据压强对化学平衡的影响分析可得；

③已知C点NO2和CO2的物质的量浓度相等，据此列三段式计算平衡时各物质的物质的量，再计算Kp。

I.（1）生成SO3气体0.5 mol，同时放出热量Q kJ，则生成2 mol SO3时放出的热量为4 Q，则热化学方程式为：2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g) △H= 4Q kJ·mol-1；

故答案为：2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g) △H= 4Q kJ·mol-1；

（2）反应2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g)

起始量(mol)： 4 2 0

转化量(mol)：0.5 0.25 0.5

平衡量(mol)：3.5 1.75 0.5

则反应前后容器的体积之比等于物质的量之比，即：（4+2）：（3.5+1.75+0.5）= 6：5.75；

故答案为：6：5.75；

（3）①该反应是放热反应，绝热条件下，反应器温度升高，相对于恒温平衡逆向移动，平衡后n(SO3)小于0.5 mol；

故答案为：小于；

②该反应气体体积减小，恒容条件相当于对恒压条件平衡下的减小压强，平衡逆向移动，吸收热量，则放出的热量小于Q；

故答案为：小于。

II. ①A、B两点的温度相同，平衡常数K只与温度有关，故浓度平衡常数关系：Kc(A) = Kc(B)；

故答案为：=；

②反应2NO2(g)+2C(s )N2(g)+2CO2(g)是个气体体积增大的反应，增大压强平衡逆向移动，故A、B和C三点中NO2的转化率最高的是A点；

故答案为：A；

③1 mol NO2和足量C发生该反应，设反应二氧化氮x，列三段式：

2NO2(g)+2C(s )N2(g)+2CO2(g)

n始：1 0 0

n转：x 0.5x x

n平：1x 0.5x x

从图知C点时NO2和CO2的物质的量浓度相等，则1x = x，解得x = 0.5，则平衡时总的物质的量为1.25 mol，

C点时该反应的压强平衡常数Kp(C) = (×10MPa)2×(×10MPa)/(×10MPa)2 = 2 MPa，

故答案为：2 MPa。