Question

（I）t℃时，将2molSO₂和1mol O₂通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中，发生如下反应：2SO₂（g）+O₂（g）═2SO₃（g）；△H=-196kJ•mol^-1．2min时反应达到化学平衡，此时测得反应放出的热量为39.2kJ．请填写下列空白：
（1）下列叙述能证明该反应已经达到化学平衡状态的是（填标号，下同）______
A．容器内压强不再发生变化               B．SO₂的体积分数不再发生变化
C．容器内气体质量不再发生变化           D．容器内气体密度不再发生变化
（2）从反应开始至达到化学平衡，生成SO₃平均反应速率为______；该条件下反应的平衡常数K=______（精确到小数点后两位）
（3）反应达到化学平衡后，以下操作将引起平衡向正反应方向移动并能提高SO₂转化率的是______
A．向容器中通入少量O₂ B．向容器中通入少量SO₂
C．使用催化剂                        D．降低温度
E．向容器中通入少量氦气
（4）上述反应达平衡后，判断下列情况下平衡移动的方向（填“向右”、“向左”或“不移动）．
①再通入1.6molSO₂、0.8molO₂、0.4molSO₃，______；
②再通入0.2molSO₂、0.2molSO₃，______．
（II）根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N₂在催化剂（掺有少量Fe₂O₃的TiO₂）表面与水发生下列反应：
已知：
2N₂（g）+6H₂O（l）⇌4NH₃（g）+3O₂（g）．△H=2a kJ•mol^-1
N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）△H=-92.4KJ•mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1
则a=______．

Answer

（1）化学平衡状态的标志：正反应速率等于逆反应速率，平衡混合物中各组成成分的含量不变来判断，
（2）平均反应速率v=，平衡常数K=；
（3）根据化学平衡的影响因素来回答；
（4）根据Qc和K之间的关系来回答；
（5）根据盖斯定律来计算．
【解析】
（1）化学平衡状态的标志：正反应速率等于逆反应速率，平衡混合物中各组成成分的含量不变．
A．对于反应前后体积变化的反应，容器内压强不再发生变化，说明反应达到平衡状态，故A正确；
B．SO2的体积分数不再发生变化，说明反应达到平衡状态，故B正确；
C．反应前后气体质量守恒，容器内气体质量不再发生变化，不能说明达到平衡状态，故C错误；
D．反应前后气体质量守恒，容器内气体质量不发生变化，容器体积保持不变，所以容器内气体密度不会发生变化，故D错误．
故选AB；
（2）根据热化学方程式知道，当放出热量为39.2kJ时，生成三氧化硫的量为=0.4mol，则消耗二氧化硫和氧气的量分别是0.4mol和0.2mol，所以生成SO3平均反应速率为v===0.1mol/（L/min），达到化学平衡时二氧化硫、氧气、三氧化硫的量分别是：=0.8mol/L，=0.4mol/L，=0.2mol/L，所以K==≈0.16L/mol，故答案为：0.1mol/（L•min）；0.16L/mol．
（3）A．向容器中通入少量O2，即增大氧气的浓度，能使平衡正向移动并能提高SO2转化率，故A正确；
B．向容器中通入少量SO2，即增大二氧化硫的浓度，能使平衡正向移动但是能降低了SO2转化率，故B错误；
C．使用催化剂，不会影响化学平衡的移动，也不会改变二氧化硫的转化率，故C错误；
D．降低温度，化学平衡正向移动，并能提高SO2转化率，故D正确；
E．向容器中通入少量氦气，当恒容时，各组分的浓度不变，则平衡不移动，故E错误．
故选AD．
（4）①再通入1.6molSO2、0.8molO2、0.4molSO3，和原来平衡的量一样再投料，则相当于压缩体系为原体积的一半，所以体系的压强增大，平衡正向移动，故答案为：向右；
②再通入0.2molSO2、0.2molSO3，则Qc==≈1.39L、mol＞K，所以平衡向左移动，故答案为：向左；
（II）反应2N2（g）+6H2O（l）⇌4NH3（g）+3O2（g）可以看成是反应2N2（g）+6H2（g）⇌4NH3（g）和反应6H2O（l）=6H2（g）+3O2（g）的和，所以反应2N2（g）+6H2O（l）⇌4NH3（g）+3O2（g）的△H=-92.4KJ•mol-1×2+571.6kJ•mol-1×3=2a=15304KJ•mol-1，即a=765，故答案为：765．