Question

15．工業(yè)上可以利用反應(yīng)I所示原理降低污染氣體的排放，并回收燃煤痼氣中的硫．
反應(yīng)Ⅰ2CO（g）+SO₂（g）?2CO₂（g）+S（1）△H₁  
（1）已知：反應(yīng)Ⅱ2CO₂（g）?2CO（g）+O₂（g）△H₂=+566.0kJ•mol^-1
反應(yīng)ⅢS（1）+O₂（g）?SO₂（g）△H₃=-296.0kJ•mol^-1則△H₁=-270KJ•mol^-1．
（2）T℃時，起始將0.100mol CO（g）和0.120mol S0₂（g）充人2L恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)Ⅰ，各物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間變化如下表所示．

時間/min 物質(zhì)的量/mol 物質(zhì)	0	2	4	6	8	10
CO（g）	0.100	0.070	0.050	0.044	0.040	0.040
SO2（g）	0.120	0.105	0.095	0.092	0.090	0.090

①下列事實能說明該反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是AC   （填選項字母）．
A．容器內(nèi)壓強不再改變    B．每消耗2mol C0₂，同時生成2mol CO
C．氣體密度不再改變    D．v正（ S0₂）=2v逆（C0₂）
②0～2min內(nèi)，用CO表示的該反應(yīng)的平均速率v（CO）=-7.5×10^-3mol?L^-1?min^-1；平衡時，S0₂的轉(zhuǎn)化率為25%．
③t℃時，反應(yīng)I的平衡常數(shù)K=50．
④t℃時，若將上述氣體充人起始容積為2L的恒壓密閉容器中，反應(yīng)達到平衡時，S0₂的轉(zhuǎn)化率與原平衡相比增大．（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）L（L₁、L₂），X可分別代表壓強或溫度．如圖表示t一定時，反應(yīng)Ⅱ中CO（g）的體積分?jǐn)?shù)隨x的變化關(guān)系．
①X代表的物理量為壓強．
②判斷L₁、L₂的大小關(guān)系，并簡述理由：L₁＞L₂（或T₁＞T₂），該反應(yīng)正向為吸熱反應(yīng)，壓強一定時，溫度升高，反應(yīng)向正向移動，CO的體積分?jǐn)?shù)增大．

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2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g），利用蓋斯定律計算△H₁；
（2）①根據(jù)（1）中的反應(yīng)2CO（g）+SO₂（g）?2CO₂（g）+S（1）可知，該反應(yīng)為氣體體積減小的放熱反應(yīng)，且氣體質(zhì)量不守恒，所以可以根據(jù)反應(yīng)前后容器內(nèi)的壓強、密度以及正逆反應(yīng)速率的關(guān)系判斷反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)；
②根據(jù)$v=\frac{△c}{△t}$計算反應(yīng)速率；S0₂的平衡轉(zhuǎn)化率=$\frac{已轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量}{起始物質(zhì)的量}$×100%；
③利用三段式計算，根據(jù)題中相關(guān)數(shù)據(jù)可知8分鐘后達到平衡，據(jù)此計算得各物質(zhì)的濃度
              2CO（g）+SO₂（g）?2CO₂（g）+S（1）
起始（mol/L）0.05      0.06      0        0 
轉(zhuǎn)化（mol/L） 0.03     0.015     0.03    
平衡（mol/L） 0.02     0.045     0.03
根據(jù)K=$\frac{{c}^{2}（CO{\;}_{2}）}{{c}^{2}（CO）c（SO{\;}_{2}）}$計算；
④由于該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，所以恒壓過程達到平衡時的壓強比恒容過程達到平衡時的壓強大，根據(jù)壓強對平衡的影響判斷；
（3）①、由圖可知，X越大，CO（g）的體積分?jǐn)?shù)越低；
②、由N₂（g）+3H₂（g）?3NH₃（g）△H＜0，升高溫度，CO（g）的體積分?jǐn)?shù)增大；

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(xué)反應(yīng)方程式為：2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g）△H₁=-270KJ•mol^-1，
故答案為：-270KJ•mol^-1；
（2）①根據(jù)（1）中的反應(yīng)2CO（g）+SO₂（g）?2CO₂（g）+S（1）可知，
A．該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，所以容器內(nèi)壓強不再改變，則說明反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，故A正確；
B．每消耗2mol C0₂，同時生成2mol CO，都是指的逆反應(yīng)速率大小，無法判斷正逆反應(yīng)速率是否相等，故B錯誤；
C．恒容密閉容器中，該反應(yīng)氣體質(zhì)量不守恒，所以氣體密度不再改變，說明反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，故C正確；   
 D．根據(jù)反應(yīng)速率之比等于計量數(shù)之比可知，v正（ S0₂）=2v逆（C0₂），說明正逆反應(yīng)速率 不相等，故D錯誤；
故選AC；
②根據(jù)$v=\frac{△c}{△t}$可知，0～2min內(nèi)，用CO表示的該反應(yīng)的平均速率v（CO）=$\frac{\frac{0.1mol-0.07mol}{2L}}{2min}$=7.5×10^-3mol?L^-1?min^-1；平衡時，S0₂的轉(zhuǎn)化率=$\frac{0.12-0.09}{0.12}$×100%=25%，
故答案為：7.5×10^-3mol?L^-1?min^-1；25%；
③利用三段式計算，根據(jù)題中相關(guān)數(shù)據(jù)可知8分鐘后達到平衡，據(jù)此計算得各物質(zhì)的濃度
              2CO（g）+SO₂（g）?2CO₂（g）+S（1）
起始（mol/L）0.05      0.06      0        0 
轉(zhuǎn)化（mol/L） 0.03     0.015     0.03    
平衡（mol/L） 0.02     0.045     0.03
所以K=$\frac{{c}^{2}（CO{\;}_{2}）}{{c}^{2}（CO）c（SO{\;}_{2}）}$=$\frac{0.0{3}^{2}}{0.0{2}^{2}×0.045}$=50，
故答案為：50；
④由于該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，所以恒壓過程達到平衡時的壓強比恒容過程達到平衡時的壓強大，根據(jù)壓強對平衡的影響可知，反應(yīng)達到平衡時，S0₂的轉(zhuǎn)化率與原平衡相比增大，
故答案為：增大；
（3）①、由圖可知，X越大，CO（g）的體積分?jǐn)?shù)越低，增加壓強平衡向正反應(yīng)方向移動，則CO（g）的體積分?jǐn)?shù)減小，則X表示壓強，
故答案為：壓強；
②、由2CO（g）+SO₂（g）?2CO₂（g）+S（1）△H＜0，升高溫度，CO（g）的體積分?jǐn)?shù)增大，壓強大，平衡正向移動，CO（g）的體積分?jǐn)?shù)減小，圖中等壓時L₂對應(yīng)的CO（g）的體積分?jǐn)?shù)小，則溫度L₁＞L₂，
故答案為：L₁＞L₂（或T₁＞T₂），該反應(yīng)正向為吸熱反應(yīng)，壓強一定時，溫度升高，反應(yīng)向正向移動，CO的體積分?jǐn)?shù)增大．

點評 本題考查了蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)平衡影響因素分析判斷、平衡常數(shù)的應(yīng)用等，題目難度較大，側(cè)重于考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的綜合應(yīng)用能力．