Question

已知2SO2（g）十O2（g）2SO3（g）反应过程的能量变化如图所示。请回答下列问题：

（1）1mol SO2(g)氧化为1mol SO3(g)放出的热量为99.00kJ·mol-1,写出该反应的热化学方程式                   。

（2）①在图中标出该反应的活化能E和反应热△H；

②该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低，请在图中画图表示出来，并进行必要的标注。

（3）能够说明在恒温恒容条件下，上述反应已经达到化学平衡状态的是             。

A．容器中气体总压强不变

B．容器中混合气体的密度不变

C．每生成1mol SO3的同时生成1molSO2

D．SO2、O2、SO3的物质的量之比为2∶1∶2

（4）在400℃，常压下，向体积为2L的密闭容器中充入2mol SO2(g)和1.92mol O2(g)，充分反应后，达平衡时测得还有0.04molL-1 SO2剩余，求该反应在平衡时O2 的转化率及SO3的物质的量浓度（要求写出三段式计算过程）。

Answer

（1）2SO2(g)十O2(g)2SO3(g) △H＝－198.00 kJ/mo1 (共3分)

（2）(活化能1分,反应热1分,加催化剂曲线1分,标注1分,共4分)

（3）AC (4分)；(4)(共5分) 50% ；0.96mol/L。

【解析】

试题分析：（1）1mol SO2(g)氧化为1mol SO3(g)放出的热量为99.00kJ·mol-1，则2mol SO2(g)氧化为1mol SO3(g)放出的热量为99.00kJ×2=198kJ，所以该反应的热化学方程式是2SO2(g)十O2(g)2SO3(g) △H＝－198.00 kJ/mo1；（2）①物质发生反应需要的最低能量就是该反应的活化能；反应热是反应物与生成物的能量差值，②催化剂可以改变反应途径，降低反应的活化能，提高反应速率该反应，该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点降低，请在图中画图表示出来，并进行必要的标注因此在图中标出该反应的活化能E和反应热△H是

；

（3）A．由于该反应是反应前后气体体积不等的反应，反应在容器中恒温恒容条件下进行，若气体未达到平衡，则气体的物质的量改变，气体的压强改变，现在容器中气体的总压强不变，则反应处于平衡状态，正确；B．由于反应混合物都是气体，反应前后气体的质量不变，容器的容积不变，因此在任何时刻容器中混合气体的密度都保持不变，故不能据此判断反应处于平衡状态，错误；C．每生成1mol SO3就会消耗1mol SO2，同时还生成1molSO2，则SO2的浓度不变，反应处于平衡状态，正确；D．SO2、O2、SO3的物质的量之比为2∶1∶2可能反应处于平衡状态，也可能未处于平衡状态，这与反应开始加入的各种物质的物质的量的多少及反应条件有关，因此不能据此判断反应处于平衡状态，错误。选项正确的是AC。（4）在400℃，常压下，向体积为2L的密闭容器中充入2mol SO2(g)和1.92mol O2(g)，开始时物质的浓度分别是c(SO2)=2mol÷2L=1mol/L，c(O2)=1.92mol÷2L=0.96mol/L。用三段式表示是

2SO2（g） 十 O2（g） 2SO3（g）

c始(mol/L) 2mol/2L =1mol/L 1.92mol/2L=0.96mol/L 0 (1分)

c转(mol/L) 0.96 0.48 0.96 (1分)

c平(mol/L) 0.04 0.48 0.96 (1分)

所以O2 的转化率=0.48/0.96 =50% ，平衡时SO3的浓度是：c (SO3)平= 0.96mol/L 。

【考点定位】考查热化学方程式的书写、反应热、活化能的表示、化学平衡状态的判断及有关化学平衡的计算的知识。

【名师点睛】热化学方程式表示了物质变化与能量变化的关系。任何化学反应发生时都存在旧化学键断裂和新化学键形成的过程，断裂化学键吸收能量，形成化学键释放能量，若断键吸收能量大于成键释放的能量，则反应是吸热反应，否则就是放热反应。反应过程吸收或释放的能量多少与反应的物质多少及物质的存在状态有关，因此在书写热化学方程式时要注明物质的存在状态及与反应的该物质相对应的热量多少。反应发生需要的最低能量就是该反应的活化能，反应物与生成物的能量差就是该反应的反应热，使用催化剂，由于改变了反应途径，可以降低反应的活化能，但是反应的反应热不会发生改变。