Question

（Ⅰ）2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）反应过程的能量变化如图1所示．请回答下列问题：

Answer 1

解题思路：（Ⅰ）（1）根据图形分析结合能量高低进行判断；

（2）催化剂只改变反应的活化能不改变平衡，反应的焓变只与起始和终了物质的能量有关；催化剂降低反应所需的活化能；

（3）列三段式，根据压强变化关系，求出平衡时各物质的浓度，再求出平衡常数；

（II）（1）反应中Cr₂O₇^2-→Cr³⁺，Cr元素化合价由+6价降低为+3价，共降低6价．Fe²⁺→Fe³⁺，Fe元素的化合价由+2价升高为+3价，共升高1价，化合价升降最小公倍数为6，故Cr₂O₇^2-的系数为1，Fe²⁺的系数为6，再结合原子守恒、电荷守恒确定缺项物质，配平其它物质系数；

（2）测定溶液PH的操作时注意试纸不能湿润，变色后与标准比色卡比较；

（3）由电流的流向可知，c为阳极、d为阴极，需要提供Fe²⁺离子，故Fe应做阳极；阴极氢离子放电生成氢气．

（Ⅰ）（1）根据图形分析可知图中A表示反应物总能量，

故答案为：反应物总能量；

（2）反应的焓变只与起始和终了物质的能量有关，与活化能无关；加入能降低反应所需的活化能，

故答案为：无；降低；

（3）设平衡时反应生成SO₃的物质的量为2x mol

2SO₂（g）+O₂（g）⇌2SO₃（g）

开始量2mol1mol 0

反应转化量2x molx mol2xmol

平衡量（2-2x）mol（1-x）mol2xmol

P平衡

P开始＝

n 平衡

n开始

7

10P开始

P开始＝

3−x

3 ，解得x=0.9 mol

同等条件下开始加入2molSO₃与开始加入2molSO₂、1molO₂是相当的，属于等效平衡，平衡时各物质的浓度相等，K＝

C2(SO2)•C(O2)

C2(SO3)＝

(

2mol−0.9mol×2

1L)2•(

1mol−0.9mol

1L)

(

0.9mol×2

1L)2＝

1

810mol•L−1，

所以反应2SO₃（g）⇌2SO₂（g）+O₂（g）的平衡常数：[1/80]mol•L^-1，

答：此温度下反应2SO₃（g）⇌2SO₂（g）+O₂（g）的平衡常数：[1/80]mol•L^-1；

（II）（1）反应中Cr₂O₇^2-→Cr³⁺，Cr元素化合价由+6价降低为+3价，共降低6价．Fe²⁺→Fe³⁺，Fe元素的化合价由+2价升高为+3价，共升高1价，化合价升降最小公倍数为6，故Cr₂O₇^2-的系数为1，Fe²⁺的系数为6，根据原子守恒Cr³⁺的系数为2，Fe³⁺的系数为6，由电荷守恒可知H⁺的系数为14，由H、O原子是之比为2：1，故缺项物质为H₂O，其系数为7，配平后方程式为：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，

故答案为：1；6；14；2；6；7H₂O；

（2）PH试纸测定溶液PH的操作为：将一小块pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，点在pH试纸上，再与标准比色卡对照，确定PH值；

故答案为：将一小块pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，点在pH试纸上，再与标准比色卡对照，确定PH值；

（3）由电流的流向可知，c为阳极、d为阴极，需要提供Fe²⁺离子，故Fe应做阳极，及c电极材料为铁棒；阴极氢离子放电生成氢气，阴极电极反应式为：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，

故答案为：铁棒；2H⁺+2e^-=H₂↑．

点评：

本题考点： 反应热和焓变；氧化还原反应方程式的配平；化学平衡的计算；电解原理．

考点点评： 本题考查了化学反应中能量的变化、化学平衡常数的计算、氧化还原反应配平、电解原理的应用等，涉及的知识点较多，属于反应原理的应用的考查，题目难度中等．