Question

【題目】如圖1，將2 mol SO2和1 mol O2混合置于體積可變的密閉容器中，在T1溫度下發(fā)生如下反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)；△H＜0。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到時(shí)間 t0時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)，測(cè)得混合氣體的總物質(zhì)的量為2.1 mol。 試回答：

（1）t0時(shí)SO3的物質(zhì)的量為：____________，在圖2中作出反應(yīng)混合物中各組分氣體的物質(zhì)的量隨反應(yīng)進(jìn)行到t0時(shí)的變化曲線(xiàn)____________；

（2）當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到t1時(shí)間時(shí)(t1＞t0)，給上述反應(yīng)容器加熱到溫度為T(mén)2 (T2＞T1)，反應(yīng)在t3時(shí)(t3＞t1)重新達(dá)到平衡狀態(tài)，新平衡混合物中氣體的總物質(zhì)的量________2.1 mol（填“＜”、“＞”或“＝”）。

（3）如圖1所示，若起始時(shí)在容器中加入0.6 mol SO2、0.3 mol O2 ，保持溫度不變，達(dá)到平衡狀態(tài)后，SO3氣體的體積分?jǐn)?shù)與上述平衡相比__________（填“＜”、“＞”或“＝”）。。

（4）V2O5是上述反應(yīng)的催化劑，催化循環(huán)機(jī)理可能為：V2O5氧化SO2時(shí)，自身被還原為四價(jià)釩氧化物；四價(jià)釩氧化物再被氧氣氧化。寫(xiě)出該催化循環(huán)機(jī)理的化學(xué)方程式________，_______；

Answer 1

【答案】1.8mol ＞ = SO2+ V2O5=SO3+2VO2 4VO2+ O2=2V2O5

【解析】

（1）設(shè)達(dá)到平衡時(shí)生成SO3的物質(zhì)的量為xmol；

2SO2 + O22SO3

起始 2 mol 1 mol 0

轉(zhuǎn)化 xmol mol x mol

平衡 （2-x）mol (1-) mol x mol

據(jù)題意：（2-x） mol+(1-) mol+x mol=2.1 mol，解得x=1.8。（2）正反應(yīng)放熱，升高溫度平衡逆向移動(dòng)；（3）恒溫、恒壓，若起始時(shí)在容器中加入0.6 mol SO2、0.3 mol O2 ，則新平衡與原平衡是等效平衡；（4）V2O5氧化SO2時(shí)，自身被還原為四價(jià)釩氧化物，SO2被氧化為SO3；四價(jià)釩氧化物再被氧氣氧化為V2O5。

（1）設(shè)達(dá)到平衡時(shí)生成SO3的物質(zhì)的量為xmol；

2SO2 + O2 2SO3

起始 2 mol 1 mol 0

轉(zhuǎn)化xmol mol x mol

平衡 （2-x）mol (1-) mol x mol

據(jù)題意：（2-x） mol+(1-) mol+x mol=2.1 mol，解得x=1.8。

t0時(shí)SO3的物質(zhì)的量為1.8mol，SO2 的物質(zhì)的量由2變?yōu)?.2、O2的物質(zhì)的量由1變?yōu)?.1、SO3的物質(zhì)的量由0變?yōu)?/span>1.8,反應(yīng)混合物中各組分氣體的物質(zhì)的量隨反應(yīng)進(jìn)行到t0時(shí)的變化曲線(xiàn)為；（2）正反應(yīng)放熱，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，所以新平衡混合物中氣體的總物質(zhì)的量>2.1 mol；（3）恒溫、恒壓，若起始時(shí)在容器中加入0.6 mol SO2、0.3 mol O2 ，則新平衡與原平衡是等效平衡；達(dá)到平衡狀態(tài)后，SO3氣體的體積分?jǐn)?shù)與上述平衡相相等；（4）V2O5氧化SO2時(shí)，自身被還原為四價(jià)釩氧化物，SO2被氧化為SO3；四價(jià)釩氧化物再被氧氣氧化為V2O5，根據(jù)得失電子守恒，反應(yīng)方程式是SO2+ V2O5=SO3+2VO2 、 4VO2+ O2=2V2O5。