Question

1．高溫裂解法處理工業(yè)廢硫酸的原理為：2H₂SO₄（l）=2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（g）△H=+550kJ/mol，它由兩步反應組成：
i．H₂SO₄（l）=SO₃（g）+H₂O（g）△H=+177kJ/mol
ii．SO₃（g）分解．
（1）SO₃（g）分解的熱化學方程式為2SO₃（g）=2SO₂（g）+O₂（g）△H=+196kJ/mol．
（2）工業(yè)上常用SO₂制備Na₂S₂O₃，向0.1mol/L的Na₂S₂O₃溶液中滴加稀硫酸的離子方程式為S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O．
（3）反應ii的△S＞ 0 （填“＞”、“＜”、“=”）．
（4）對反應ii，可用V₂O₅作催化劑． 已知：SO₂+V₂O₅?SO₃+V₂O₄K₁、$\frac{1}{2}$O₂+V₂O₄?V₂O₅K₂，則在相同溫度下，2SO₃（g）?2SO₂（g）+O₂（g）的平衡常數(shù) K=$\frac{1}{{{K}_{1}}^{2}•{{K}_{2}}^{2}}$（用K₁、K₂表示）．
（5）L（L₁、L₂），X可分別代表壓強或溫度，如圖表示L一定時，反應ii中SO₃（g）的平衡轉(zhuǎn)化率隨X的變化關(guān)系．
①X代表的物理量是壓強；
②比較L₁、L₂的大小L₂＞L₁．
（6）維持體系總壓p恒定，在T℃時，物質(zhì)的量為9mol、體積為2L的SO₃（g）發(fā)生反應：2SO₃（g）?2SO₂（g）+O₂（g），已知SO₃的平衡轉(zhuǎn)化率25%，則在該溫度下反應的平衡常數(shù)K=$\frac{1}{18}$mol/L（用最簡分數(shù)表示）．

Answer 1

分析 （1）已知：①2H₂SO₄（l）═2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（g）△H=+550kJ•mol^-1
②H₂SO₄（l）═SO₃（g）+H₂O（g）△H=+177kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律①-2×②可得；
（2）根據(jù)化合價分析用Na₂S₂O₃制備SO₂，另一產(chǎn)物為S；
（3）反應氣體體積增多，△S＞0；
（4）已知：①SO₂+V₂O₅?SO₃+V₂O₄ K₁，
   ②$\frac{1}{2}$O₂+V₂O₄?V₂O₅ K₂，則-（①+②）×2可得2SO₃（g）?2SO₂（g）+O₂（g），再得該反應的K；
（5））①由圖可知，X越大，轉(zhuǎn)化率越低；
②分解反應為吸熱反應，溫度高，轉(zhuǎn)化率大；
（6）根據(jù)三段式列出平衡時各物質(zhì)的量計算．

解答 解：（1）已知：①2H₂SO₄（l）═2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（g）△H=+550kJ•mol^-1
②H₂SO₄（l）═SO₃（g）+H₂O（g）△H=+177kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律①-2×②可得：2SO₃（g）=2SO₂（g）+O₂（g）△H=+196 kJ/mol；
故答案為：2SO₃（g）=2SO₂（g）+O₂（g）△H=+196 kJ/mol；
（2）Na₂S₂O₃溶液中滴加稀硫酸制備二氧化硫的方程為：S₂O₃ ^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O；
故答案為：S₂O₃ ^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O；
（3）反應氣體體積增多，△S＞0；
故答案為：＞；
（4）已知：：①SO₂+V₂O₅?SO₃+V₂O₄ K₁，
$\frac{1}{2}$O₂+V₂O₄?V₂O₅ K₂，
則-（①+②）×2可得2SO₃（g）?2SO₂（g）+O₂（g），K=$\frac{1}{{{K}_{1}}^{2}•{{K}_{2}}^{2}}$；
故答案為：$\frac{1}{{{K}_{1}}^{2}•{{K}_{2}}^{2}}$；
（5）①）①由圖可知，X越大，轉(zhuǎn)化率越低，升高溫度轉(zhuǎn)化率增大，則X表示壓強；
故答案為：壓強；
②由SO₃（g）=SO₂（g）+O₂（g）△H＞0，溫度高，轉(zhuǎn)化率大，圖中等壓強時L₂對應的轉(zhuǎn)化率大；
故答案為：L₂＞L₁；
（6）在T℃時，物質(zhì)的量為9mol、體積為2L的SO₃（g）發(fā)生反應，SO₃的平衡轉(zhuǎn)化率25%，
                        2SO₃（g）?2SO₂（g）+O₂（g），
起始量（mol）：9               0               0
轉(zhuǎn)化量（mol）：2.25              2.25          1.125
平衡量（mol）：6.75            2.25           1.125
維持體系總壓p恒定，平衡時容器的體積為V，則$\frac{9}{6.75+2.25+1.125}=\frac{2L}{V}$，V=2.25L，則平衡常數(shù)K=$\frac{（2.25mol÷2.25L）^{2}×（1.125mol÷2.25L）}{（6.75mol÷2.25L）^{2}}$=$\frac{1}{18}$mol/L；
故答案為：$\frac{1}{18}$ mol/L．

點評 本題考查蓋斯定律、氧化還原反應、及化學平衡等，為高頻考點，把握發(fā)生的反應、平衡影響因素為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應用能力的綜合考查，題目難度中等．