Question

【題目】氮和硫的氧化物的綜合利用是目前研究的熱點之一。已知：

i．N2(g)＋O2(g)＝2NO(g) △H＝＋180.0 kJ·mol－1

ii．2SO2(g)＋O2(g)＝2SO3(g) △H＝－196.6 kJ·mol－1

iii．2NO(g)＋O2(g)＝2NO2(g) △H＝－113.0 kJ·mol－1

(1)反應(yīng)iV：2NO2(g)＋2SO2(g)＝2SO3(g)＋N2(g)＋O2(g)的 △H＝________；該反應(yīng)在密閉容器中達到平衡后，只改變下列條件，一定能使N2的平衡體積分數(shù)增大的是______(填選項字母)。

A 縮小容器容積 B 再充入SO2 C 降低溫度 D 分離出SO3

(2)T1°C時，容積相等的密閉容器中分別充入NO2和SO2的混合氣體4 mol，發(fā)生反應(yīng)iV。NO2或SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(a)與起始充入的關(guān)系如圖1所示。

①圖中能表示平衡時a(SO2)與起始充入的關(guān)系的曲線為_____(填“L1”或“L2”)。

②反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________。

(3)向密閉容器中充入一定量SO2和O2，發(fā)生反應(yīng)ii。SO3的平衡體積分數(shù)(φ)與溫度(T)和壓強(p)的關(guān)系如圖2所示。

①P1、P2 、P3由大到小的順序為__________。

②P、Q兩點對應(yīng)狀態(tài)下，單位體積內(nèi)反應(yīng)物活化分子數(shù)目：P__________Q(填“>”、“<”或“＝”)。

Answer 1

【答案】-263.6kJmol-1 CD L2 p1＞p2＞p3 ＞

【解析】

(1)根據(jù)蓋斯定律計算；使N2的平衡體積分數(shù)增大，即使平衡正向移動，據(jù)此分析；

(2)①假設(shè)NO2的量不變，根據(jù)SO2的量與關(guān)系的變化結(jié)合圖像分析；

②結(jié)合圖示數(shù)據(jù)，列三段式計算平衡常數(shù)K；

(3)向密閉容器中充入一定量SO2和O2，發(fā)生反應(yīng)ii。SO3的平衡體積分數(shù)(φ)與溫度(T)和壓強(p)的關(guān)系如圖2所示。

①反應(yīng)ii．2SO2(g)＋O2(g)＝2SO3(g)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，增大壓強，平衡正向移動，SO3的體積分數(shù)增大，據(jù)此分析p1、p2 、p3的大到小的順序；

②P、Q兩點對應(yīng)狀態(tài)下溫度高低對活化分子數(shù)的影響分析。

(1) 已知：i．N2(g)＋O2(g)＝2NO(g) △H＝＋180.0 kJ·mol－1

ii．2SO2(g)＋O2(g)＝2SO3(g) △H＝－196.6 kJ·mol－1

iii．2NO(g)＋O2(g)＝2NO2(g) △H＝－113.0 kJ·mol－1

根據(jù)蓋斯定律，ii- iii- i=iv，則反應(yīng)iv：2NO2(g)＋2SO2(g)＝2SO3(g)＋N2(g)＋O2(g)的 △H＝-263.6 kJ·mol－1；該反應(yīng)2NO2(g)＋2SO2(g)＝2SO3(g)＋N2(g)＋O2(g) △H＜0，正反應(yīng)為氣體體積增大的體系，在密閉容器中達到平衡后，只改變下列條件，平衡向正反應(yīng)移動，能使N2的平衡體積分數(shù)增大，

A．縮小容器容積，相當(dāng)于增大壓強，平衡逆向移動，N2的平衡體積分數(shù)減小，故A不符合題意；

B．再充入SO2，反應(yīng)物SO2的濃度增大，能使平衡正向移動，若無限充入SO2，N2的平衡體積分數(shù)可能會減小，故B不符合題意；

C．降低溫度，反應(yīng)向放熱的方向移動，即向正向移動，N2的平衡體積分數(shù)增大，故C符合題意；

D．分離出SO3，生成物的濃度減小，平衡正向移動，N2的平衡體積分數(shù)增大，故D符合題意；

答案選CD；

(2)①設(shè)SO2的量不變，向體系中加入NO2，反應(yīng)正向移動，SO2的轉(zhuǎn)化率增大，的比值增大，結(jié)合圖像分析可得，L2代表a(SO2)，L1代表a(NO2)；

②根據(jù)圖像所示，M點時，SO2和NO2的轉(zhuǎn)化率相等，都為0.6，根據(jù)反應(yīng)2NO2(g)＋2SO2(g)2SO3(g)＋N2(g)＋O2(g)可知，SO2和NO2的初始量分別為2mol，設(shè)容器的體積為1L，列三段式：

反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝=；

(3)①反應(yīng)ii．2SO2(g)＋O2(g)＝2SO3(g)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，增大壓強，平衡正向移動，SO3的體積分數(shù)增大，結(jié)合圖像可得p1＞p2＞p3；

②根據(jù)圖2所示，P、Q兩點對應(yīng)的溫度不同，且P點溫度高于Q點溫度，溫度越高，單位體積內(nèi)反應(yīng)物活化分子數(shù)目越多，則P、Q兩點反應(yīng)物活化分子數(shù)目P＞Q。