Question

16．研究硫及其化合物性质有重要意义．
（1）Cu₂S在高温条件下发生如下反应：2Cu₂S（s）+3O₂（g）=2Cu₂O（s）+2SO₂（g）△H=-773kJ/mol，当该反应有0.2mol SO₂生成时，反应释放出的热量为77.3kJ．
（2）硫酸工业生产中涉及如下反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）．向2L的容器中充入2molSO₂、1molO₂，SO₂的平衡转化率与温度的关系如图所示．T₁温度时反应进行到状态D时，v_（正）＞v_（逆）（填“＞”、“＜”或“=”）．温度为T₁时，反应的平衡常数K=1620．若在T₃温度时，达平衡时测得反应放出的热量为Q₁．此时再向容器中加入2molSO₂、1molO₂并使之重新达到平衡，测得又放出热量Q₂．则下列说法正确的是c．（填字母编号）
a．容器的压强增大原来的两倍
b．Q₂一定等于Q₁
c．新平衡时SO₂的转化率一定大于80%
d．T₃时的平衡常数大于T₁时的平衡常数．

Answer 1

分析 （1）根据热化学方程式计算反应放出的热量；
（2））状态D时的SO₂的转化率为80%，未达到90%，反应向正反应进行；
根据SO₃平衡时的浓度，利用三段式计算平衡时各组分的平衡浓度，代入平衡常数k=$\frac{c{\;}^{2}（SO{\;}_{3}）}{c{\;}^{2}（SO{\;}_{2}）×c（O{\;}_{2}）}$计算；
在T₃温度时，达平衡时测得反应放出的热量为Q₁．此时再向容器中加入2mol SO₂、1mol O₂，平衡向正反应方向移动，放出的热量增大，等效为增大压强，平衡向正反应方向移动，反应物的转化率增大．平衡常数只与温度有关，由图可知，温度越高SO₂的转化率越小，即升高温度平衡向逆反应移动，平衡常数降低．

解答 解：（1）由2Cu₂S（s）+3O₂（g）═2Cu₂O（s）+2SO₂（g）△H=-773kJ•mol^-1可知，当该反应有0.2mol SO₂生成时，反应释放出的热量为773kJ×$\frac{0.2mol}{2mol}$=77.3kJ，
故答案为：77.3；
（2）状态D时的SO₂的转化率为80%，未达到90%，反应向正反应进行，v_正＞v_逆；
T₁温度下，反应达到平衡状态，SO₂的转化率为90%，则SO₂的浓度变化为1mol/L×90%=0.9mol•L^-1，
              2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）．     
开始（mol/L）：1       0.5        0
变化（mol/L）：0.9     0.45      0.9
平衡（mol/L）：0.1     0.05      0.9
所以该温度下平衡常数k=$\frac{c{\;}^{2}（SO{\;}_{3}）}{c{\;}^{2}（SO{\;}_{2}）×c（O{\;}_{2}）}$=$\frac{0.9{\;}^{2}}{0.1{\;}^{2}×0.05}$=1620；
在T₃温度时，达平衡时测得反应放出的热量为Q₁．此时再向容器中加入2mol SO₂、1mol O₂，平衡向正反应方向移动，放出的热量增大，等效为增大压强，平衡向正反应方向移动，反应物的转化率增大，故容器内压强小于原来的2倍，放出的热量Q₂＞Q₁，故ab错误，c正确；平衡常数只与温度有关，由图可知，温度越高SO₂的转化率越小，即升高温度平衡向逆反应移动，平衡常数降低，故d错误；
故答案为：＞；1620；c．

点评 本题考查反应热的计算、化学平衡图象与影响因素、化学平衡常数计算等，题目较为综合，是对知识的综合利用，（2）中注意利用等效平衡分析，难度中等．