Question

【題目】一定溫度下，向如圖所示帶有可移動(dòng)活塞的密閉容器中充入2 L SO2 和1 L O2 的混合氣體，發(fā)生如下反應(yīng)2 SO2 (g) + O2 (g) 2 SO3 (g) 。

（1）若活塞可自由移動(dòng)，平衡后，活塞停止在“2.1”處，則該反應(yīng)中SO2 的轉(zhuǎn)化率為_______。

（2）若使活塞固定在“3”處，向容器中充入4L SO2和2L O2，反應(yīng)進(jìn)行到某一時(shí)刻時(shí)， SO2和O2的轉(zhuǎn)化率之比為 _____

（3）若使活塞固定在“3”處的三個(gè)相同容器，開始時(shí)，充入容器的起始物質(zhì)分別是①2L SO2和1L O2 ；②2 L SO3 (g) 和 1 L N2 ；③1 L SO2 、1 L O2 和 1 L SO3 (g)。上述三種投料方式的反應(yīng)體系均達(dá)到平衡后，則三種情況容器中SO3 (g)的物質(zhì)的量濃度大小關(guān)系是__________（用序號(hào)和“<”、“=”、“>”表示）。

（4）向（1）平衡后的容器中充入0.2 mol 的SO3，活塞移動(dòng)后再次達(dá)到平衡時(shí)，測得此過程中從外界共吸收了1.96 kJ 的熱量。寫出SO2 發(fā)生氧化反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：__________________。

Answer 1

【答案】90％ 1：1①＝②<③2 SO2(g) + O2(g)2 SO3(g) △H=　-196 kJ/mol

【解析】

(1)若活塞可自由移動(dòng)，平衡后，活塞停止在“2.1”處，表明平衡時(shí)混合氣體為2.1L。
設(shè)參加反應(yīng)被消耗的二氧化硫的體積為x。

解得:x＝1.8L該反應(yīng)中SO2的轉(zhuǎn)化率為1.8L/2.0L100=90
（2）若使活塞固定在“3”處，屬于恒容狀態(tài)，在向容器中充入4L SO2和2L O2，是按反應(yīng)計(jì)量數(shù)之比加入的反應(yīng)物，無論反應(yīng)進(jìn)行到某一時(shí)刻， SO2和O2的轉(zhuǎn)化率之比均為1:1。故答案為：1：1。

(3)在恒容的條件下，①和②兩種方式最終達(dá)到的平衡是等效的；對(duì)于③，相當(dāng)于充入2LSO2、1.5LO2，③和①相比，③中平衡正向移動(dòng)的程度大于①，所以，③中SO3(g)的體積分?jǐn)?shù)最大，所以，三種情況容器中SO3(g)的體積分?jǐn)?shù)大小關(guān)系是①＝②＜③。
(4) 由于(1)中活塞可自由移動(dòng)，向(1)平衡后的容器中充入0.2mol的SO3，活塞移動(dòng)后再次達(dá)到平衡時(shí)，此時(shí)的平衡和原平衡是等效的，所以，0.2mol SO3中，有0.2mol×（1－90％）＝0.02mol分解，吸收了1.96kJ的熱量，則2mol SO3完全分解，需要吸收196kJ熱量，2molSO2和1molO2完全反應(yīng)，則會(huì)放出196kJ熱量，所求熱化學(xué)方程式為:2SO2(g)＋O2(g)＝2SO3(g) ΔH＝－196kJmoL－1。