Question

8．安徽金和上市公司近期新增硫酸生產(chǎn)線．其主要反應(yīng)   為：2SO₂（g）+O₂（g）═2SO₃（g），該反應(yīng)過程的能量變化如圖所示．
已知1mol SO₂（g）氧化為1mol SO₃（g）的△H=-99kJ•mol^-1．
請回答下列問題：
（1）圖中E的大小對該反應(yīng)的反應(yīng)熱無（填“有”或“無”）影響，該反應(yīng)通常用V₂O₅作催化劑，加V₂O₅會使圖中B點發(fā)生改變，則△H不變（填“變大”“變小”或“不變”） 圖中△H=-198kJ•mol^-1．
（2）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）c（{O}_{2}）}$．
（3）該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是BC（填字母）
A．SO₂和SO₃濃度相等               B．SO₂百分含量保持不變
C．容器中氣體的壓強(qiáng)不變           D．SO₃的生成速率與SO₂的消耗速率相等
E．容器中混合氣體的密度保持不變
（4）當(dāng)該反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時，在體積不變的條件下，下列措施中有利于提高SO₂平衡轉(zhuǎn)化率的有BC．（填字母）
A．升高溫度  B．降低溫度 C．增大壓強(qiáng)  D．減小壓強(qiáng)  E．加入催化劑 G．移出氧氣．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，為放熱反應(yīng)，加入催化劑，活化能減小，反應(yīng)反應(yīng)熱不變，根據(jù)反應(yīng)2SO₂（g）+O₂（g）=2SO₃（g）結(jié)合1mol SO₂（g）氧化為1mol SO₃的△H=-99kJ•mol^-1計算反應(yīng)熱；
（2）平衡常數(shù)K=$\frac{生成物平衡濃度冪次方乘積}{反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積}$；
（3）根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征解答，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生變化，當(dāng)該物理量由變化到定值時，說明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)；
（4）有利于提高SO₂平衡轉(zhuǎn)化率，說明平衡向著正向移動，根據(jù)各選項條件對化學(xué)平衡的影響進(jìn)行判斷．

解答 解：（1）因圖中A、C分別表示反應(yīng)物總能量、生成物總能量，E為活化能，反應(yīng)熱可表示為A、C活化能的大小之差，活化能的大小與反應(yīng)熱無關(guān)，加入催化劑，因為催化劑改變了反應(yīng)的歷程使活化能E降低，但不能改變反應(yīng)物的總能量和生成物的總能量之差，不改變反應(yīng)熱，因1mol SO₂（g）氧化為1mol SO₃的△H=-99kJ•mol^-1，所以2molSO₂（g）氧化為2molSO₃的△H=-198kJ•mol^-1，則2SO₂（g）+O₂（g）=2SO₃（g）△H=-198KJ•mol^-1，
故答案為：無；不變；-198；
（2）2SO₂（g）+O₂（g）=2SO₃（g），反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）c（{O}_{2}）}$，故答案為：$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）c（{O}_{2}）}$；
（3）A．可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時SO₂和SO₃濃度不一定相等，與二氧化硫的起始濃度以及轉(zhuǎn)化率有關(guān)，故A錯誤；
B．SO₂百分含量保持不變，說明二氧化硫的濃度不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；
C．隨反應(yīng)進(jìn)行氣體的物質(zhì)的量減小，恒溫恒容下，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，當(dāng)容器中氣體的壓強(qiáng)不變，說明到達(dá)平衡狀態(tài)，故C正確；
D．SO₃的生成速率與SO₂的消耗速率都表示正反應(yīng)速率，反應(yīng)始終二者都按1：1進(jìn)行，不能說明到達(dá)平衡狀態(tài)，故D錯誤；
E．密閉容器中體積恒定，質(zhì)量守恒，所以混合氣體的密度始終不變，不能判斷平衡狀態(tài)，故E錯誤．
故答案為：BC；      
（4）A、升高溫度，平衡向著逆向移動，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率減小，故A錯誤；
B、降低溫度，平衡向著正向移動，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率增大，故B正確；
C、增大壓強(qiáng)，增大壓強(qiáng)，平衡向著正向移動，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率增大，故C正確；
D、減小壓強(qiáng)，減小壓強(qiáng)，平衡向著逆向移動，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率減小，故D錯誤；
E、加入催化劑，催化劑不影響化學(xué)平衡，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率不變，故E錯誤；
G、移出氧氣，反應(yīng)物濃度減小，平衡向著逆向移動，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率減小，故G錯誤；
故答案為：BC．

點評 本題綜合考查反應(yīng)熱與焓變、化學(xué)平衡標(biāo)志、平衡常影響因素等知識點，為高考常見題型，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計算能力的考查，注意催化劑對反應(yīng)的影響以及反應(yīng)熱計算的應(yīng)用，題目難度中等．