恒温恒容条件下,硫可以发生如下转化,其反应过程和能量关系如图1所示。已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH="-196.6" kJ/mol。  请

恒温恒容条件下,硫可以发生如下转化,其反应过程和能量关系如图1所示。已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH="-196.6" kJ/mol。  请

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恒温恒容条件下,硫可以发生如下转化,其反应过程和能量关系如图1所示。已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) 
ΔH="-196.6" kJ/mol。
  
请回答下列问题:
(1)写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式:                   
(2)ΔH2=          
(3)恒温恒容时,1 mol SO2和2 mol O2充分反应,放出热量的数值比∣ΔH2    (填“大”、“小”或“相等”)。
(4)将Ⅲ中的混合气体通入足量的NaOH溶液中消耗NaOH的物质的量为    ,若溶液中发生了氧化还原反应,则该过程的离子方程式为                                                    
(5)恒容条件下,下列措施中能使n(SO3)/ n(SO2)增大的有    
a.升高温度
b.充入He气
c.再充入1 mol SO2(g)和1 mol O2(g)
d.使用催化剂
(6)某SO2(g)和O2 (g)体系,时间t1达到平衡后,改变某一外界条件,反应速率v与时间t的关系如图2所示,若不改变SO2(g)和O2 (g)的量,则图中t4时引起平衡移动的条件可能是    ;图中表示平衡混合物中SO3的含量最高的一段时间是    
答案
(1)S(s)+O2(g) SO2(g) ΔH="-297" kJ/mol
(2)-78.64 kJ/mol
(3)大 (4)2 mol  2SO2+O2+4OH-2S +2H2O
(5)c (6)升高温度 t3~t4
解析
(1)注意物质状态,通过图示得出ΔH。
(2)根据2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) 
ΔH="-196.6" kJ/mol以及生成0.8 mol SO3,可计算出ΔH2
-196.6 kJ/mol÷2×0.8="-78.64" kJ/mol。
(3)根据起始量O2多,反应生成SO3多,故ΔH的数值大。
(4)SO2、SO3都与NaOH反应共消耗2 mol NaOH,SO2还原性较强与剩余的O2反应:
2SO2+O2+4OH-2S+2H2O。
(5)对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
ΔH="-196.6" kJ/mol,要使n(SO3)/ n(SO2)增大即使反应正向进行,温度升高反应逆向进行,充入He气不影响平衡,再充入1 mol SO2(g)和1 mol O2(g)相当于增大压强使反应正向进行。使用催化剂不影响
平衡。
(6)t2时刻速率增大,反应正向进行,改变的是增大压强,t4时刻速率增大,反应逆向进行,改变的是升高温度,t6时刻速率增大,平衡不移动,改变的是催化剂,据此可知SO3浓度最高的时间段是t3~t4
举一反三
煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
(1)已知在25 ℃、101 kPa时,C(s)、H2(g)和CO(g)燃烧的热化学方程式分别为:
C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1="-393.5" kJ/mol;
H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH2="-241.8" kJ/mol;
CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH3="-283.0" kJ/mol;
①则C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=    ,该反应平衡常数的表达式为K=          ;升高温度,则K值    (填“变大”、“变小”或“不变”)。 
②如果①反应在容积不变的密闭容器中进行,当反应达到平衡时    (填编号)。 
a.v(CO)∶v(H2)=1∶1
b.碳的质量保持不变
c.v(CO)=v(H2O)
d.容器中的压强不变
③在容积不变的密闭容器中进行①反应,可以使c(CO)增大的是    。 
a.升高温度
b.充入He(g),使体系压强增大
c.将H2(g)从体系中分离出来
d.加入催化剂
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下2组数据:
实验组
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所
需时间/min
H2O
CO
H2
CO
1
650
2
4
1.6
2.4
5
2
900
1
2
0.4
1.6
3
①实验1中以v(CO2)表示的反应速率为                      。 
②向实验2的平衡混合物中再加入0.4 mol H2O(g)和0.4 mol CO2,达到新平衡时CO的转化率    (填“变大”、“变小”或“不变”)。
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下图是煤化工产业链的一部分,试运用所学知识,解决下列问题:

Ⅰ.已知该产业链中某反应的平衡常数表达式为:K=,写出它所对应反应的化学方程式:                                  
                                                      。 
Ⅱ.二甲醚(CH3OCH3)在未来可能替代柴油和液化气作为洁净液体燃料使用。工业上以CO和H2为原料生产CH3OCH3。工业制备二甲醚在催化反应室中(压力2.0~10.0 MPa,温度230~280 ℃)进行下列反应:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
ΔH1="-90.7" kJ·mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)
ΔH2="-23.5" kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
ΔH3="-41.2" kJ·mol-1
(1)写出催化反应室中三个反应的总反应的热化学方程式:                          
(2)在某温度下,2 L密闭容器中发生反应①,起始时CO、H2的物质的量分别为2 mol和6 mol,3 min后达到平衡,测得CO的转化率为60%,则3 min内CO的平均反应速率为        。若同样条件下起始时CO物质的量为4 mol,达到平衡后CH3OH为2.4 mol,则起始时H2    mol。
(3)下列有关反应③的说法正确的是    
A.在体积可变的密闭容器中,在反应③达到平衡后,若加压,则平衡不移动、混合气体平均相对分子质量不变、混合气体密度不变
B.若830 ℃时反应③的K=1.0,则在催化反应室中反应③的K>1.0
C.某温度下,若向已达平衡的反应③中加入等物质的量的CO和H2O(g),则平衡右移、平衡常数变大
(4)为了寻找合适的反应温度,研究者进行了一系列实验,每次实验保持原料气组成、压强、反应时间等因素不变,实验结果如图,

则CO转化率随温度变化的规律是                                         
其原因是                                                    
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氨是氮循环过程中的重要物质,氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。
(1)根据图1提供的信息,写出该反应的热化学方程式:                      ,在图1中曲线       (填“a”或“b”)表示加入铁触媒的能量变化曲线。 

(2)在恒容容器中,下列描述中能说明上述反应已达平衡的是    。 
A.3v(H2)=2v(NH3)
B.单位时间内生成n mol N2的同时生成2n mol NH3
C.混合气体的密度不再改变
D.容器内压强不随时间的变化而变化
(3)一定温度下,向2 L密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2,保持体积不变,0.5 min后达到平衡,测得容器中有0.4 mol NH3,则平均反应速率v(N2)=      ,该温度下的平衡常数K=       。若升高温度,K值变化    (填“增大”、“减小”或“不变”)。 
(4)为了寻找合成NH3的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。
实验编号
T(℃)
n(N2)/n(H2)
p(MPa)

450
1/3
1

  
  
10

480
  
10
 
A.请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。
B.根据反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的特点,在给出的坐标图2中,画出其在1 MPa和10 MPa条件下H2的转化率随温度变化的趋势曲线示意图,并标明各条曲线的压强。

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在25 ℃、101 kPa时,CH4(g)、H2(g)、C(s)的燃烧热分别是-890.3 kJ·mol-1、-285.8 kJ·mol-1和-393.5 kJ·mol-1,则CH4(g)―→C(s)+2H2(g)的ΔH是(  )
A.-74.8 kJ·mol-1B.+74.8 kJ·mol-1
C.-211.0 kJ·mol-1D.+211.0 kJ·mol-1

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对于反应:C2H4(g)=C2H2(g)+H2(g),2CH4(g)=C2H4(g)+2H2(g),当升高温度时都向右移动。①C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH1;②2C(s)+H2(g)=C2H2(g)ΔH2;③2C(s)+2H2(g)=C2H4(g) ΔH3。则①②③中ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小顺序排列正确的是(  )
A.ΔH1>ΔH2>ΔH3B.ΔH2>ΔH3>ΔH1C.ΔH2>ΔH1>ΔH3D.ΔH3>ΔH2>ΔH1

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