Question

【題目】一氧化碳和二氧化硫是用途廣泛的化工基礎(chǔ)原料。

（1）已知：C（s）＋O2（g）＝CO2（g） △H1＝– 393.5 kJ·mol – 1

C（s）＋CO2（g）＝2CO（g） △H2＝＋172.5 kJ·mol – 1

S（s）＋O2（g）＝SO2（g） △H3＝– 296.0 kJ·mol – 1

已知某反應(yīng)的平衡常數(shù)，據(jù)以上信息，請(qǐng)寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式：________________。

（2）工業(yè)上用一氧化碳制取氫氣的反應(yīng)為：CO（g）＋H2O（g） CO2（g）＋H2（g），已知420℃時(shí)，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為9.0。如果反應(yīng)開始時(shí)，在2 L的密閉容器中充入CO和H2O的物質(zhì)的量都是0.60 mol，5 min末達(dá)到平衡，則此時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為______，H2的化學(xué)反應(yīng)速率為_____。

（3）工業(yè)利用反應(yīng)2SO2（g）＋O2（g） 2SO3（g）制硫酸，一定條件下，將1molSO2與2molO2置于恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是______

a 體系壓強(qiáng)保持不變

b 混合氣體密度保持不變

c SO2和O2的物質(zhì)的量保持不變

d 每消耗1 mol SO3的同時(shí)，生成0.5 mol O2

Answer 1

【答案】SO2（g）＋2CO（g） 2CO2（g）＋S（s） △H＝－270kJ·mol-1； 75% 0.045mol·L-1·min-1 a、c

【解析】

(1)已知某反應(yīng)的平衡常數(shù)，則該反應(yīng)的方程式為SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(s)，根據(jù)蓋斯定律結(jié)合已知方程式計(jì)算反應(yīng)熱；
(2)根據(jù)所給反應(yīng)的平衡常數(shù)，利用三段式法計(jì)算濃度變化值結(jié)合公式計(jì)算；
(3)學(xué)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，且不等于0，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理量不發(fā)生變化，以此進(jìn)行判斷；

(1)已知某反應(yīng)的平衡常數(shù)，則該反應(yīng)的方程式為SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(s)，

①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJmol -1
②C(s)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJmol -1
③S(s)+O2(g)=SO2(g)△H3=-296.0kJmol -1，
由蓋斯定律①-②-③可得SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(s) △H=-270kJmol-1；
故答案為：SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(s) △H=-270kJmol-1；

(2)設(shè)參加反應(yīng)的CO的濃度為x

，解得x=0.225mol/L，所以CO的轉(zhuǎn)化率α(CO)=

×100%=75%，氫氣反應(yīng)速率v(H2)==0.045mol/(Lmin)，故答案為：75%；0.045mol/(Lmin)；

(3)a．反應(yīng)前后氣體的體積不等，故容器總壓強(qiáng)隨時(shí)間改變，當(dāng)壓強(qiáng)不再隨著時(shí)間變化時(shí)，即達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，故a正確；
b．總質(zhì)量不變，體積不變，故混合氣體的密度始終不變，所以不能作為判斷是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)，故b錯(cuò)誤；
c．起始SO2和O2的物質(zhì)的量之比為1:2，而反應(yīng)過程中按照2:1的比例進(jìn)行反應(yīng)，所以SO2和O2的物質(zhì)的量之比不變時(shí)說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故c正確；
d．每消耗1mol SO3為逆反應(yīng)速率，同時(shí)，生成0.5mol O2也為逆反應(yīng)速率，任一時(shí)刻不同物質(zhì)表示的同一方向速率之比等于計(jì)量數(shù)之比，故d錯(cuò)誤；故答案為：ac；