Question

4．處理含CO、SO₂煙道氣污染的一種方法，是將其在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為單質(zhì)S（g），發(fā)生反應為：2CO（g）+SO₂（g）?S（g）+2CO₂（g）．
（1）已知：①CO（g）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=283.0kJ•mol^-1
          ②S（g）+O₂（g）=SO₂（g）△H₂=-296.0kJ•mol^-1
試計算2CO（g）+SO₂（g）?S（g）+2CO₂（g）△H=2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g）△H₁=-270KJ•mol^-1．
（2）在容積為2L的密閉容器中，充入4mol  CO和2mol SO₂，在一定條件下發(fā)生反應2CO（g）+SO₂（g）?S（g）+2CO₂（g），CO₂的物質(zhì)的量分數(shù)隨時間的變化如圖所示：
①0-2min內(nèi)的平均反應速率v（₀）=0.75mol•L^-1•min^-1．
②2min后改變下列條件能使上述反應的速率增大，且平衡向正向移動的是d
a．選用更高效的催化劑 b．升高溫度
c．及時分離出二氧化碳   d．增加SO₂的濃度
③相同溫度下，若開始加入CO和SO₂的物質(zhì)的量是原來的2倍，則b是原來的2倍．
a．達到平衡的時間  b．CO的平衡濃度
c．平衡常數(shù)  d．平衡時SO₂的轉(zhuǎn)化率
（3）若反應2CO（g）+SO₂（g）?S（g）+2CO₂（g）△H＜0的化學平衡常數(shù)K與溫度T的關系如表所示：

T/℃	200	300	400
K	K1	K2	K3

試比較K₁、K₂的大小，K₁＞K₂（填“＜”、“＞”或“=”）．

Answer 1

分析 （1）①CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0KJ•mol^-1
②S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H=-296.0KJ•mol^-1
將方程式①×2-②得由此分析解答；
（2）根據(jù)圖象，反應平衡時二氧化碳的體積分數(shù)為50%，則設0-2min內(nèi)的消耗SO₂為xmol，
根據(jù)反應的化學反應方程式：2CO（g）+SO₂（g）?S（g）+2CO₂（g），
                   開始：4        2        0      0
                   轉(zhuǎn)化：2x       x         x      2x
                   平衡：4-2x     2-x       x      2x   
則根據(jù)平衡時二氧化碳的體積分數(shù)為50%，有$\frac{2x}{6}$×100%=50%，則x=1.5mol，
①根據(jù)反應速率V=$\frac{△c}{△t}$進行計算；
②a．選用更高效的催化劑，反應速率增大，但平衡不移動；
b．升高溫度，反應速率增大，但平衡向逆反應移動；
c．及時分離出二氧化碳，平衡向正反應移動，但反應速率減�。�
d．增加SO₂的濃度，反應速率增大，平衡向正反應移動
③a．反應物物質(zhì)的量增加，濃度增大，反應速率加快；
b、物質(zhì)的量加倍，體積不變，各組分的濃度會加倍；
c、溫度不變，平衡常數(shù)不變；
d、物質(zhì)的量加倍，增大壓強，平衡正向移動，增加反應物的轉(zhuǎn)化率；
（3）對于放熱反應，溫度越高，K越小．

解答 解：（1）①CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0KJ•mol^-1
②S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H=-296.0KJ•mol^-1
將方程式①×2-②得2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g）△H₁=（-283.0KJ•mol^-1
）×2-（-296.0KJ•mol^-1）=-270KJ•mol^-1，
所以其熱化學反應方程式為：2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g）△H₁=-270KJ•mol^-1，
故答案為：2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g）△H₁=-270KJ•mol^-1；
（2）①根據(jù)圖象，反應平衡時二氧化碳的體積分數(shù)為50%，則設0-2min內(nèi)的消耗SO₂為xmol，
根據(jù)反應的化學反應方程式：2CO（g）+SO₂（g）?S（g）+2CO₂（g），
                   開始：4       2        0       0
                   轉(zhuǎn)化：2x      x        x       2x
                   平衡：4-2x   2-x       x       2x   
則根據(jù)平衡時二氧化碳的體積分數(shù)為50%，有$\frac{2x}{6}$×100%=50%，則x=1.5mol；
①0-2min內(nèi)的平均反應速率v（CO）=$\frac{\frac{3}{2}}{2}$ mol•L^-1•min^-1=0.75 mol•L^-1•min^-1，故答案為：0.75 mol•L^-1•min^-1；
②a．選用更高效的催化劑，反應速率增大，但平衡不移動，故錯誤；
b．升高溫度，反應速率增大，但平衡向逆反應移動，故錯誤；
b．及時分離出二氧化碳，平衡向正反應移動，但反應速率減小，故錯誤；
d．增加SO₂的濃度，反應速率增大，平衡向正反應移動，故正確；
故選d；
③a、反應物物質(zhì)的量增加，濃度增大，反應速率加快，達到平衡時間比原來縮短，故錯誤；
b、壓強增大平衡正向移動，CO的平衡濃度為原來的2倍，故正確；
c、平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變，平衡常數(shù)不變，故錯誤；
d．增大壓強平衡正向移動，平衡時SO₂的轉(zhuǎn)化率增加，小于原來的2倍，故錯誤．
故選b；
（3）2CO（g）+SO₂（g）?S（g）+2CO₂（g）△H＜0，對于放熱反應，溫度越高，K越小，所以K₁＞K₂，
故答案為：＞．

點評 本題考查綜合考查化學反應與能量變化、化學平衡的計算及其平衡移動的判斷，注意掌握三段式法進行計算的方法，試題有利于培養(yǎng)學生的邏輯推理能力，提高學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力及化學計算能力，注意鍵能與反應熱的計算關系，題目難度中．