Question

16．研究硫及其化合物性質有重要意義．
（1）Cu₂S在高溫條件下發(fā)生如下反應：2Cu₂S（s）+3O₂（g）=2Cu₂O（s）+2SO₂（g）△H=-773kJ/mol，當該反應有0.2mol SO₂生成時，反應釋放出的熱量為77.3kJ．
（2）硫酸工業(yè)生產(chǎn)中涉及如下反應：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）．向2L的容器中充入2molSO₂、1molO₂，SO₂的平衡轉化率與溫度的關系如圖所示．T₁溫度時反應進行到狀態(tài)D時，v_（正）＞v_（逆）（填“＞”、“＜”或“=”）．溫度為T₁時，反應的平衡常數(shù)K=1620．若在T₃溫度時，達平衡時測得反應放出的熱量為Q₁．此時再向容器中加入2molSO₂、1molO₂并使之重新達到平衡，測得又放出熱量Q₂．則下列說法正確的是c．（填字母編號）
a．容器的壓強增大原來的兩倍
b．Q₂一定等于Q₁
c．新平衡時SO₂的轉化率一定大于80%
d．T₃時的平衡常數(shù)大于T₁時的平衡常數(shù)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)熱化學方程式計算反應放出的熱量；
（2））狀態(tài)D時的SO₂的轉化率為80%，未達到90%，反應向正反應進行；
根據(jù)SO₃平衡時的濃度，利用三段式計算平衡時各組分的平衡濃度，代入平衡常數(shù)k=$\frac{c{\;}^{2}（SO{\;}_{3}）}{c{\;}^{2}（SO{\;}_{2}）×c（O{\;}_{2}）}$計算；
在T₃溫度時，達平衡時測得反應放出的熱量為Q₁．此時再向容器中加入2mol SO₂、1mol O₂，平衡向正反應方向移動，放出的熱量增大，等效為增大壓強，平衡向正反應方向移動，反應物的轉化率增大．平衡常數(shù)只與溫度有關，由圖可知，溫度越高SO₂的轉化率越小，即升高溫度平衡向逆反應移動，平衡常數(shù)降低．

解答 解：（1）由2Cu₂S（s）+3O₂（g）═2Cu₂O（s）+2SO₂（g）△H=-773kJ•mol^-1可知，當該反應有0.2mol SO₂生成時，反應釋放出的熱量為773kJ×$\frac{0.2mol}{2mol}$=77.3kJ，
故答案為：77.3；
（2）狀態(tài)D時的SO₂的轉化率為80%，未達到90%，反應向正反應進行，v_正＞v_逆；
T₁溫度下，反應達到平衡狀態(tài)，SO₂的轉化率為90%，則SO₂的濃度變化為1mol/L×90%=0.9mol•L^-1，
              2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）．     
開始（mol/L）：1       0.5        0
變化（mol/L）：0.9     0.45      0.9
平衡（mol/L）：0.1     0.05      0.9
所以該溫度下平衡常數(shù)k=$\frac{c{\;}^{2}（SO{\;}_{3}）}{c{\;}^{2}（SO{\;}_{2}）×c（O{\;}_{2}）}$=$\frac{0.9{\;}^{2}}{0.1{\;}^{2}×0.05}$=1620；
在T₃溫度時，達平衡時測得反應放出的熱量為Q₁．此時再向容器中加入2mol SO₂、1mol O₂，平衡向正反應方向移動，放出的熱量增大，等效為增大壓強，平衡向正反應方向移動，反應物的轉化率增大，故容器內(nèi)壓強小于原來的2倍，放出的熱量Q₂＞Q₁，故ab錯誤，c正確；平衡常數(shù)只與溫度有關，由圖可知，溫度越高SO₂的轉化率越小，即升高溫度平衡向逆反應移動，平衡常數(shù)降低，故d錯誤；
故答案為：＞；1620；c．

點評 本題考查反應熱的計算、化學平衡圖象與影響因素、化學平衡常數(shù)計算等，題目較為綜合，是對知識的綜合利用，（2）中注意利用等效平衡分析，難度中等．