过度排放会造成气候、环境问题，在特定催化剂下，和可发生反应生成和，热化学方程式如下：反应I：反应II：

1. $\text{[math]}$ 过度排放会造成气候、环境问题，在特定催化剂下， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 可发生反应生成 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，热化学方程式如下：

反应I： $\text{[math]}$

反应II： $\text{[math]}$

(1) 已知： $\text{[math]}$

$\text{[math]}$

写出表示 $\text{[math]}$ 燃烧热的热化学方程式：。

(2) 在一定温度下，将 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 充入体积为1L的恒容密闭容器中，容器起始压强为p，仅发生反应I，回答下列问题：

①反应I在低温下可自发进行的原因是。

②已知平衡常数可用反应体系中的气体分压代替浓度表示，分压=总压×物质的量分数。若该反应平衡后混合气体的压强变为0.75p，则该温度下反应的化学平衡常数K_p为。(用含p的计算式化简后表示)

③一定温度下 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的物质的量之比为n：1，相应平衡体系中 $\text{[math]}$ 的物质的量分数为y，请在下图中绘制y随n变化的示意图。

(3) 有研究表明，5MPa气压下经 $\text{[math]}$ 催化， $\text{[math]}$ 的含水蒸气量与 $\text{[math]}$ 平衡转化率、甲醇平衡产率的关系如图1、图2所示：

①下列说法不正确的是。

A．其他条件不变，增大 $\text{[math]}$ 含水蒸气的量一定可以使反应I的平衡逆移， $\text{[math]}$ 平衡浓度增大

B． $\text{[math]}$ 中的水蒸气在高温下可以作为反应的热源，有利于反应I的速率加快

C．图1中450℃下的图像变化说明高温下 $\text{[math]}$ 含水蒸气量增大不利于甲醇生成

D．改用活性更好催化剂能使图2中各温度下的甲醇产率都增大

②图2中260℃时甲醇产率变化趋势与220、240℃时相反，请从温度与水蒸气含量的角度对此作出合理的解释。

【考点】

热化学方程式; 化学反应速率与化学平衡的综合应用; 化学平衡的计算;

【答案】

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解答题困难

1. 硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO₂的催化氧化：SO₂(g)+ $\text{[math]}$ O₂(g) $\text{[math]}$ SO₃(g) ΔH=−98 kJ·mol⁻¹。回答下列问题：

(1) 钒催化剂参与反应的能量变化如图所示，V₂O₅(s)与SO₂(g)反应生成VOSO₄(s)和V₂O₄(s)的热化学方程式为：。

(2) 当SO₂(g)、O₂(g)和N₂(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下，SO₂平衡转化率α随温度的变化如图所示。反应在5.0MPa、550℃时的α=，判断的依据是。影响α的因素有。

(3) 将组成(物质的量分数)为2m% SO₂(g)、m% O₂(g)和q% N₂(g)的气体通入反应器，在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时，若SO₂转化率为α，则SO₃压强为，平衡常数K_p=(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。

(4) 研究表明，SO₂催化氧化的反应速率方程为：v=k( $\text{[math]}$ −1)^0.8(1−nα')。式中：k为反应速率常数，随温度t升高而增大；α为SO₂平衡转化率，α'为某时刻SO₂转化率，n为常数。在α'=0.90时，将一系列温度下的k、α值代入上述速率方程，得到v~t曲线，如图所示。

曲线上v最大值所对应温度称为该α'下反应的最适宜温度t_m。t<t_m时，v逐渐提高；t>t_m后，v逐渐下降。原因是。

综合题普通