Question

【題目】I．在450℃并有催化劑存在下，在容積恒定的密閉容器內進行下列反應：2SO2 (g)+O2(g)2SO3(g) △H=-190kJmol-1

（1）該反應500℃時的平衡常數____450℃時的平衡常數(填“＞”、“＜”或“=”)。

（2）450℃時，在2L密閉容器中，將二氧化硫和氧氣混合，反應過程中SO2、O2、SO3物質的量變化如圖，反應處于平衡狀態的時間是____。

（3）據上圖判斷，反應進行至20min時，曲線發生變化的原因是___(用文字表達)，10min到15min的曲線變化的原因可能是___(填字母)。

a．加了催化劑 b．縮小容器體積 c．降低溫度 d．增加SO3物質的量

（4）欲提高SO2的轉化率，下列措施可行的是___。(填字母)

a．向裝置中充入N2 b．向裝置中再充入O2

c．改變反應的催化劑 d．升高溫度

II．已知HCl＋O2Cl2＋H2O（未配平）中2mol HCl被氧化，放出57.8kJ的熱量，且部分化學鍵斷裂示意圖如下：

①寫出該反應的熱化學方程式是_____。

②斷開1 mol H—O鍵與斷開 1 mol H—Cl鍵所需能量相差約為___kJ，H2O中H—O鍵比HCl中H—Cl鍵_____（填“強”或“弱”）。

Answer 1

【答案】< 15～20min、25～30min 增大O2的濃度 ab b 4HCl(g)＋O2(g) 2Cl2(g)＋2H2O(g) △H=－115.6kJ·mol－1 31.9 強

【解析】

I.（1）考查化學平衡常數，該反應為放熱反應，升高溫度，化學平衡常數減小，即500℃時的平衡常數<450℃時的平衡常數；

（2）達到平衡，組分的物質的量保持不變，因此處于平衡狀態的時間是15～20min、25～30min；

（3）根據圖像，20min時O2的物質的量突增，SO2物質的量減少，SO3物質的量增多，說明20min時增大O2的濃度；由圖可以知道，反應向正反應進行，10min到15min反應混合物單位時間內的變化量增大，即化學反應速率增大，10min改變瞬間，各物質的物質的量不變，a、使用催化劑，增大反應速率，故a符合題意；

b、縮小容器的體積，增大壓強，增大反應速率，故b符合題意；

c、降低溫度，反應速率降低，故c不符合題意；

d、10min改變瞬間，各物質的物質的量不變，不是增加SO3的物質的量，故d不符合題意；

（4）提高SO2的轉化率，化學平衡向正反應方向移動，a、恒溫恒容狀態，充入N2，N2不參與反應，組分的濃度保持不變，平衡不移動，SO2轉化率不變，故a不符合題意；

b、向裝置再充入O2，平衡向正反應方向移動，SO2的轉化率增大，故b符合題意；

c、催化劑只影響化學反應速率，對化學平衡不移動，SO2的轉化率不變，故c不符合題意；

d、該反應為放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向進行，SO2的轉化率降低，故d不符合題意；

II.①配平后的反應方程式為4HCl＋O22Cl2＋2H2O，因此4molHCl被氧化，放出的熱量為4mol×57.8 kJ/2mol=115.6kJ，因此熱化學反應方程式為4HCl(g)＋O2(g) 2Cl2(g)＋2H2O(g) △H=－115.6kJ·mol－1；

②令H－O的鍵能為x，H－Cl的鍵能為y，利用△H=反應物的鍵能總和－生成物的鍵能總和=(4ykJ·mol－1＋498kJ·mol－1－2×243kJ·mol－1－2×2×xkJ·mol－1)=－115.6kJ·mol－1，解得y－x=－31.9；H2O中H－O鍵比HCl中H－Cl鍵強。