Question

恒溫恒容條件下，硫可以發生如下轉化，其反應過程和能量關系如圖1所示．（已知：2SO₂（g）+O₂（g）  2SO₃（g）△H=-196.6KJ?mol^- 1）

請回答下列問題：
（1）寫出能表示硫的燃燒熱的熱化學方程式：______．
（2）△H₂=______KJ?mol^-1
（3）恒溫恒容時，1molSO₂和2molO₂ 充分反應，放出熱量的數值比|△H₂|______（填“大”“小”或“相等”）
（4）將Ⅲ中的混合氣體通入足量的NaOH溶液中消耗NaOH的物質的量為______，若溶液中發生了氧化還原反應，則該過程的離子方程式為______．
（5）恒容條件下，下列措施中能使n（SO₃）/n（SO₂）增大的有______．
a．升高溫度；                              b．充入He氣
c．再充入1molSO₂（g）和1molO₂ （g）            d．使用催化劑
（6）某SO₂（g）和O₂ （g）體系，時間t₁達到平衡后，改變某一外界條件，反應速率v與時間t的關系如圖2所示，若不改變SO₂（g）和O₂ （g）的量，則圖中t₄時引起平衡移動的條件可能是______；圖中表示平衡混合物中SO₃的含量最高的一段時間是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）燃燒熱是指1mol可燃物完全燃燒生成穩定的氧化物放出的熱量；
（2）根據熱化學方程式：2SO₂（g）+O₂（g）  2SO₃（g）△H=-196.6KJ?mol^- 1計算；
（3）恒溫恒容時，開始為1molSO₂和2molO₂ 與開始為1molSO₂和1molO₂ 相比，開始為1molSO₂和2molO₂ 的SO₂轉化率高；
（4）反應最后得到硫酸鈉，根據鈉原子、硫原子原子守恒計算；
（5）根據平衡移動判斷
（6）t₂～t₃段正逆速率都加快，且v（正）＞v（逆），平衡正向移動，t₄～t₅段正逆速率都加快，且v（正）＜v（逆），平衡逆向移動，該反應為體積減小的放熱反應，若升高溫度，平衡逆向移動，若增大壓強，平衡正向移動，故t₂～t₃段為增大壓強，t₄～t₅段為升高溫度；
t₂～t₃段為增大壓強后，平衡正向移動，SO₃的含量升高，至t₃～t₄平衡時含量達最高．
解答：解：（1）燃燒熱是指1mol可燃物完全燃燒生成穩定的氧化物放出的熱量，所以，硫的物質的量為1mol．由圖1可知1molS（s）完全燃燒放出的熱量為297KJ，所以，硫的燃燒熱的熱化學方程式S（s）+O₂（g）═SO₂（g）△H=-297 KJ?mol^-1．
故答案為：S（s）+O₂（g）═SO₂（g）△H=-297 KJ?mol^-1
（2）由由圖1可知，參加反應的n（SO₂）=1mol-0.2mol=0.8mol，根據熱化學方程式：2SO₂（g）+O₂（g）  2SO₃（g）△H=-196.6KJ?mol^- 1；可知，△H₂=0.4△H=0.4×（=-196.6KJ?mol^- 1）=-78.64KJ?mol^-1．
故答案為：-78.64KJ?mol^-1
（3）恒溫恒容時，開始為1molSO₂和2molO₂ 與開始為1molSO₂和1molO₂ 相比，增大氧氣的濃度，平衡正向移動，所以開始為1molSO₂和2molO₂ 的SO₂轉化率高，放出熱量的數值比|△H₂|大．
故答案為：大
（4）反應最后得到硫酸鈉，根據鈉原子、硫原子原子守恒，n（NaOH）=2n（S）=2×（0.2+0.8）mol=2mol．
若發生氧化還原反應，則是SO₂被O₂氧化，離子方程式為2SO₂+O₂+4OH^-═2SO₄^2-+2H₂O．
故答案為：2mol；2SO₂+O₂+4OH^-═2SO₄^2-+2H₂O
（5）a、反應為放熱反應，溫度升高，平衡逆向移動，n（SO₃）減小，n（SO₂）增大，n（SO₃）/n（SO₂）減小，故a錯誤；
b、恒容條件下，充入氦氣，反應混合物濃度不變，平衡不移動，n（SO₃）/n（SO₂）不變，故b錯誤；
c、再充入1molSO₂（g）和1molO₂ （g），等效為Ⅱ壓強增大一倍，平衡正向移動，n（SO₃）/n（SO₂）增大，故c正確；
d、使用催化劑，加快反應，平衡不移動，n（SO₃）/n（SO₂）不變，故d錯誤．
故答案為：C
（6）t₂～t₃段正逆速率都加快，且v（正）＞v（逆），平衡正向移動．t₄～t₅段正逆速率都加快，且v（正）＜v（逆），平衡逆向移動．該反應為體積減小的放熱反應，若升高溫度，平衡逆向移動，若增大壓強，平衡正向移動，故t₂～t₃段為增大壓強，t₄～t₅段為升高溫度；
t₂～t₃段為增大壓強后，平衡正向移動，SO₃的含量升高，至t₃～t₄平衡時含量達最高．
故答案為：升高溫度；t₃～t₄
點評：本題考查熱化學方程式、化學平衡等，綜合性高，難度大，關鍵在于讀圖獲取信息，培養學生分析問題解決問題能力．