Question

14．已知下列熱化學(xué)反應(yīng)方程式：
Fe₂O₃（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-24.8kJ/mol①
3Fe₂O₃（s）+CO（g）═2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）△H=-47.2kJ/mol②
Fe₃O₄（s）+CO（g）═3FeO（s）+CO₂（g）：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）寫出能表示硫的燃燒熱的熱化學(xué)方程式：S（s）+O₂（g）═SO₂（g）△H=-297 KJ•mol^-1．
（2）△H₂=-78.64kJ•mol^-1．
（3）恒溫恒容時(shí)，1mol SO₂和2mol O₂充分反應(yīng)，放出熱量的數(shù)值比|△H₂|大（填“大”、“小”或“相等”）．
（4）將Ⅲ中的混合氣體通入足量的NaOH溶液中消耗NaOH的物質(zhì)的量為2mol，若溶液中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，則該過(guò)程的離子方程式為2SO₂+O₂+4OH^-═2SO₄^2-+2H₂O．
（5）向同溫、同體積的三個(gè)密閉容器中分別充入氣體：（甲）2mol SO₂ 和1mol O₂；（乙） 1mol SO₂ 和0.5mol O₂；（丙） 2mol SO₃；恒溫、恒容下反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，下列關(guān)系一定正確的是B
A．容器內(nèi)壓強(qiáng)p：p_甲=p_丙＞2p_乙        B．SO₃的質(zhì)量m：m_甲=m_丙＞2m_乙
C．c（SO₂）與c（O₂）之比k：k_甲=k_丙＞k_乙   D．反應(yīng)放出或吸收熱量的數(shù)值Q：Q_甲=Q_丙＞2Q_乙
（6）某SO₂（g）和O₂（g）體系，時(shí)間t₁達(dá)到平衡后，改變某一外界條件，反應(yīng)速率v與時(shí)間t的關(guān)系如圖2所示，若不改變SO₂（g）和O₂（g）的量，則圖中t₄時(shí)引起平衡移動(dòng)的條件可能是升高溫度；圖中表示平衡混合物中SO₃的含量最高的一段時(shí)間是t₃～t₄．
（7）各階段平衡時(shí)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)如表所示：

t1～t2	t3～t4	t5～t6	t6～t7
K1	K2	K3	K4

K₁、K₂、K₃、K₄之間的關(guān)系為K₄=K₃＜K₂=K₁．

Answer 1

分析 （1）燃燒熱是指1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量；
（2）根據(jù)熱化學(xué)方程式：2SO₂（g）+O₂（g）=2SO₃（g）△H=-196.6KJ•mol^- 1計(jì)算；
（3）恒溫恒容時(shí)，開(kāi)始為1molSO₂和2molO₂ 與開(kāi)始為1molSO₂和1molO₂ 相比，開(kāi)始為1molSO₂和2molO₂ 的SO₂轉(zhuǎn)化率高；
（4）反應(yīng)最后得到硫酸鈉，根據(jù)鈉原子、硫原子原子守恒計(jì)算；
（5）恒溫恒容，甲與乙起始n（SO₂）：n（O₂）=2：1，甲等效為在乙的基礎(chǔ)上增大一倍壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，故甲中轉(zhuǎn)化率增大；丙按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊可得n（SO₂）=2mol，n（O₂）=1mol，與甲為等效平衡，平衡時(shí)對(duì)應(yīng)各組分的物質(zhì)的量相等，據(jù)此結(jié)合選項(xiàng)解答；
（6）t₂～t₃段正逆速率都加快，且v（正）＞v（逆），平衡正向移動(dòng)，t₄～t₅段正逆速率都加快，且v（正）＜v（逆），平衡逆向移動(dòng)，該反應(yīng)為體積減小的放熱反應(yīng)，若升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，若增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，故t₂～t₃段為增大壓強(qiáng)，t₄～t₅段為升高溫度；
t₂～t₃段為增大壓強(qiáng)后，平衡正向移動(dòng)，SO₃的含量升高，至t₃～t₄平衡時(shí)含量達(dá)最高；
（7）根據(jù)K只與溫度有關(guān)，溫度增大，K減�。�

解答 解：（1）燃燒熱是指1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量，所以，硫的物質(zhì)的量為1mol．由圖1可知1molS（s）完全燃燒放出的熱量為297KJ，所以，硫的燃燒熱的熱化學(xué)方程式S（s）+O₂（g）═SO₂（g）△H=-297 KJ•mol^-1；
故答案為：S（s）+O₂（g）═SO₂（g）△H=-297 KJ•mol^-1；
（2）由圖1可知，參加反應(yīng)的n（SO₂）=1mol-0.2mol=0.8mol，根據(jù)熱化學(xué)方程式：2SO₂（g）+O₂（g）=2SO₃（g）△H=-196.6kJ•mol^- 1；可知，△H₂=0.4△H=0.4×-196.6kJ•mol^- 1=-78.64kJ•mol^-1；
故答案為：-78.64kJ•mol^-1；
（3）恒溫恒容時(shí)，開(kāi)始為1molSO₂和2molO₂ 與開(kāi)始為1molSO₂和1molO₂ 相比，增大氧氣的濃度，平衡正向移動(dòng)，所以開(kāi)始為1molSO₂和2molO₂ 的SO₂轉(zhuǎn)化率高，放出熱量的數(shù)值比|△H₂|大．
故答案為：大；
（4）反應(yīng)最后得到硫酸鈉，根據(jù)鈉原子、硫原子原子守恒，n（NaOH）=2n（S）=2×（0.2+0.8）mol=2mol．
若發(fā)生氧化還原反應(yīng)，則是SO₂被O₂氧化，離子方程式為2SO₂+O₂+4OH^-═2SO₄^2-+2H₂O．
故答案為：2mol；2SO₂+O₂+4OH^-═2SO₄^2-+2H₂O；
（5）A、甲與丙為等效平衡，平衡時(shí)對(duì)應(yīng)各組分的物質(zhì)的量相等，故壓強(qiáng)P_甲=P_丙，甲等效為在乙的基礎(chǔ)上增大一倍壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，故P_乙＜P_甲＜2P_乙，故P_甲=P_丙＜2P_乙，故A錯(cuò)誤；
B、甲與丙為等效平衡，平衡時(shí)對(duì)應(yīng)各組分的物質(zhì)的量相等，故質(zhì)量m_甲=m_丙，乙等效為在甲到達(dá)平衡的基礎(chǔ)上，再減少1mol SO₂和0.5mol O₂，減小壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，SO₂轉(zhuǎn)化率減小，則SO₃的質(zhì)量m_甲＞2m_乙，故m_甲=m_丙＞2m_乙，故B正確；
C、對(duì)于甲、乙，SO₂、O₂起始物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，c（SO₂）與c（O₂）之比為定值2：1，丙為分解反應(yīng)，丙中c（SO₂）與c（O₂）之比為2：1，故k_甲=k_丙=k_乙=2，故C錯(cuò)誤；
D、甲與丙為等效平衡，平衡時(shí)對(duì)應(yīng)各組分的物質(zhì)的量相等，故Q_甲+Q_丙=197，甲等效為在乙的基礎(chǔ)上減小一半壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，SO₂轉(zhuǎn)化率減小，故Q_甲=197-Q_丙＞2Q_乙，故D錯(cuò)誤；
故選B；
（6）t₂～t₃段正逆速率都加快，且v（正）＞v（逆），平衡正向移動(dòng)；t₄～t₅段正逆速率都加快，且v（正）＜v（逆），平衡逆向移動(dòng)；該反應(yīng)為體積減小的放熱反應(yīng)，若升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，若增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，所以t₂～t₃段為增大壓強(qiáng)，t₄～t₅段為升高溫度；t₂～t₃段為增大壓強(qiáng)后，平衡正向移動(dòng)，SO₃的含量升高，至t₃～t₄平衡時(shí)含量達(dá)最高；
故答案為：升高溫度；t₃～t₄；
（7）由（4）的分析可知t₂～t₃段為增大壓強(qiáng)，則K₂=K₁；t₄～t₅段為升高溫度，則K₃＜K₂；所以K₄=K₃＜K₂=K₁；
故答案為：K₄=K₃＜K₂=K₁．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡移動(dòng)與計(jì)算、反應(yīng)熱知識(shí)、等效平衡等，難度較大，注意理解等效平衡等，關(guān)鍵在于讀圖獲取信息，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題能力．