Question

（I）t℃時(shí)，將2molSO₂和1mol O₂通入體積為2L的恒溫恒容密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）═2SO₃（g）；△H=-196kJ?mol^-1．2min時(shí)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡，此時(shí)測(cè)得反應(yīng)放出的熱量為39.2kJ．請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白：?
（1）下列敘述能證明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是（填標(biāo)號(hào)，下同）

AB

A．容器內(nèi)壓強(qiáng)不再發(fā)生變化               B．SO₂的體積分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化?
C．容器內(nèi)氣體質(zhì)量不再發(fā)生變化           D．容器內(nèi)氣體密度不再發(fā)生變化?
（2）從反應(yīng)開(kāi)始至達(dá)到化學(xué)平衡，生成SO₃平均反應(yīng)速率為

0.1mol/（L?min）

；該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

0.16L/mol

（精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位）?
（3）反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡后，以下操作將引起平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)并能提高SO₂轉(zhuǎn)化率的是

AD

?
A．向容器中通入少量O₂ B．向容器中通入少量SO₂?
C．使用催化劑                        D．降低溫度?
E．向容器中通入少量氦氣?
（4）上述反應(yīng)達(dá)平衡后，判斷下列情況下平衡移動(dòng)的方向（填“向右”、“向左”或“不移動(dòng)）．?
①再通入1.6molSO₂、0.8molO₂、0.4molSO₃，

向右

；
②再通入0.2molSO₂、0.2molSO₃，

向左

．
（II）根據(jù)最新“人工固氮”的研究報(bào)道，在常溫、常壓、光照條件下，N₂在催化劑（摻有少量Fe₂O₃的TiO₂）表面與水發(fā)生下列反應(yīng)：?
已知：
2N₂（g）+6H₂O（l）?4NH₃（g）+3O₂（g）．△H=2a kJ?mol^-1
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4KJ?mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6kJ?mol^-1
則a=

765

．

Answer 1

分析：（1）化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志：正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，平衡混合物中各組成成分的含量不變來(lái)判斷，
（2）平均反應(yīng)速率v=

△c

△t

，平衡常數(shù)K=

[SO3]2

[SO2]2[O2]

；
（3）根據(jù)化學(xué)平衡的影響因素來(lái)回答；
（4）根據(jù)Qc和K之間的關(guān)系來(lái)回答；
（5）根據(jù)蓋斯定律來(lái)計(jì)算．

解答：解：（1）化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志：正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，平衡混合物中各組成成分的含量不變．
A．對(duì)于反應(yīng)前后體積變化的反應(yīng)，容器內(nèi)壓強(qiáng)不再發(fā)生變化，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A正確；
B．SO₂的體積分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；
C．反應(yīng)前后氣體質(zhì)量守恒，容器內(nèi)氣體質(zhì)量不再發(fā)生變化，不能說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；
D．反應(yīng)前后氣體質(zhì)量守恒，容器內(nèi)氣體質(zhì)量不發(fā)生變化，容器體積保持不變，所以容器內(nèi)氣體密度不會(huì)發(fā)生變化，故D錯(cuò)誤．
故選AB；
（2）根據(jù)熱化學(xué)方程式知道，當(dāng)放出熱量為39.2kJ時(shí)，生成三氧化硫的量為

2×39.2

196

=0.4mol，則消耗二氧化硫和氧氣的量分別是0.4mol和0.2mol，所以生成SO₃平均反應(yīng)速率為v=

△c

△t

=

0.4mol 2L

2min

=0.1mol/（L/min），達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)二氧化硫、氧氣、三氧化硫的量分別是：

2mol-0.4mol

2L

=0.8mol/L，

1mol-0.2mol

2L

=0.4mol/L，

0.4mol

2L

=0.2mol/L，所以K=

[SO3]2

[SO2]2[O2]

=

0．22

0．82?0.4

≈0.16L/mol，故答案為：0.1mol/（L?min）；0.16L/mol．
（3）A．向容器中通入少量O₂，即增大氧氣的濃度，能使平衡正向移動(dòng)并能提高SO₂轉(zhuǎn)化率，故A正確；
B．向容器中通入少量SO₂，即增大二氧化硫的濃度，能使平衡正向移動(dòng)但是能降低了SO₂轉(zhuǎn)化率，故B錯(cuò)誤；
C．使用催化劑，不會(huì)影響化學(xué)平衡的移動(dòng)，也不會(huì)改變二氧化硫的轉(zhuǎn)化率，故C錯(cuò)誤；
D．降低溫度，化學(xué)平衡正向移動(dòng)，并能提高SO₂轉(zhuǎn)化率，故D正確；
E．向容器中通入少量氦氣，當(dāng)恒容時(shí)，各組分的濃度不變，則平衡不移動(dòng)，故E錯(cuò)誤．
故選AD．
（4）①再通入1.6molSO₂、0.8molO₂、0.4molSO₃，和原來(lái)平衡的量一樣再投料，則相當(dāng)于壓縮體系為原體積的一半，所以體系的壓強(qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)，故答案為：向右；
②再通入0.2molSO₂、0.2molSO₃，則Qc=

C(SO3)2

C(SO2)2?C(O2)

=

( 0.6 2 )2

( 1.8 2 )2× 0.8 2

≈1.39L、mol＞K，所以平衡向左移動(dòng)，故答案為：向左；
（II）反應(yīng)2N₂（g）+6H₂O（l）?4NH₃（g）+3O₂（g）可以看成是反應(yīng)2N₂（g）+6H₂（g）?4NH₃（g）和反應(yīng)6H₂O（l）=6H₂（g）+3O₂（g）的和，所以反應(yīng)2N₂（g）+6H₂O（l）?4NH₃（g）+3O₂（g）的△H=-92.4KJ?mol^-1×2+571.6kJ?mol^-1×3=2a=15304KJ?mol^-1，即a=765，故答案為：765．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生化學(xué)平衡的判斷和化學(xué)平衡的移動(dòng)以及熱化學(xué)知識(shí)，要求學(xué)生具有分析和解決問(wèn)題的能力，難度較大．