Question

二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大氣的主要污染物．綜合治理其污染是環(huán)境化學(xué)當前的重要研究內(nèi)容之一
（1）硫酸生產(chǎn)中，SO₂催化氧化生成SO₃：
2SO₂（g）+O₂（g）

催化劑

△

2SO₃（g）△H=-QkJ/mol
某溫度下，將2.0mol SO₂和1.0mol O₂置于10L密閉容器中，反應(yīng)達平衡后，體系總壓強由1.0MPa降為0.7MPa；同時放出bkJ熱量．
①判斷該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的標志是

 

．（填字母）
A．SO₂和SO₃濃度相等           
B．SO₂百分含量保持不變
C．容器中氣體的壓強不變          
D．SO₃的生成速率與SO₂的消耗速率相等
②既能加快反應(yīng)速率又能提高SO₂的轉(zhuǎn)化率的措施是

 

．（填字母）
A．升高溫度同時加入催化劑        
B．增大SO₂濃度同時升高溫度
C．增大O₂濃度同時加入催化劑     
D．降溫將SO₃從體系中分離出去
③該反應(yīng)的平衡常數(shù)=

 

，b=

 

QkJ．
④若將平衡混合氣體的10%通入過量的BaCl₂溶液，生成沉淀多少

 

g．
（2）在298K下，碳和鋁的燃燒熱分別為akJ/mol和bkJ/mol．又知一定條件下，鋁能將碳從它的最高價氧化物中置換出來，若此置換反應(yīng)生成3mol碳的單質(zhì)，則該反應(yīng)在298K下的熱化學(xué)方程式為：

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡的計算,熱化學(xué)方程式,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專題：

分析：（1）①可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等（同種物質(zhì)）或正逆反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比（不同物質(zhì)），平衡時各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理量不變，以此分析；
②正反應(yīng)為氣體體積減小的放熱反應(yīng)，從影響化學(xué)反應(yīng)速率和影響平衡移動的因素考慮；
③氣體壓強之比等于物質(zhì)的量之比，利用三段式法計算平衡濃度，據(jù)此計算平衡常數(shù)K和放熱多少；
④據(jù)化學(xué)方程式計算；
（2）由題目信息可知，①4Al（s）+3O₂（g）═2Al₂O₃（s）△H=-4akJ/mol，②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-bkJ/mol，一定條件下，A的單質(zhì)能將B從它的最高價氧化物中置換出來，發(fā)生反應(yīng)：4Al+3CO₂

一定條件下  .

2Al₂O₃+3C，根據(jù)蓋斯定律計算該反應(yīng)的反應(yīng)熱．

解答： 解：（1）①A、平衡時濃度不變，不一定相等，故A錯誤；
B、濃度不變說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故B正確；
C、反應(yīng)前后氣體體積不同，壓強不變說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故C正確；
D、生成三氧化硫和消耗二氧化硫都是正向進行，不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故D錯誤；
故答案為：BC；
②A、升溫平衡逆向移動，不能增大轉(zhuǎn)化率，故A錯誤；
B、增大二氧化硫濃度，二氧化硫轉(zhuǎn)化率降低，故B錯誤；
C、增大氧氣濃度同時加入催化劑，反應(yīng)速率加快且二氧化硫轉(zhuǎn)化率增大，故C正確；
D、降溫將SO₃從體系中分離，反應(yīng)速率減慢，故D錯誤；
故答案為：C；
③2SO₂（g）+O₂（g）

催化劑

△

2SO₃
起始濃度（mol/L）0.2      0.1          0   
轉(zhuǎn)化濃度（mol/L）2x        x            2x
平衡濃度（mol/L）0.2-2x   0.1-x         2x
（0.2-2x+0.1-x+2x）：0.3=0.7：1，x=0.09，
K=

0.182

0.022×0.01

=8100；
1mol氧氣反應(yīng)放熱QKJ，0.9mol氧氣反應(yīng)放熱0.9QKJ，故答案為：8100；0.9；
④生成三氧化硫1.8mol，10%為0.18mol，通入氯化鋇溶液生成硫酸鋇沉淀0.18mol，質(zhì)量為0.18mol×233g/mol=41.49g，故答案為：41.49；
（2）在298K下，Al、C的單質(zhì)各1mol完全燃燒，分別放出熱量a kJ和b kJ，則熱化學(xué)方程式為：
①4Al（s）+3O₂（g）═2Al₂O₃（s）△H=-4bKJ/mol
②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-aKJ/mol
鋁單質(zhì)將碳從CO₂中置換出來生成3molC的單質(zhì)的方程式為：4Al+3CO₂

一定條件  .

2Al₂O₃+3C，
由蓋斯定律可知，①-②×3可得：4Al（s）+3CO₂（g）=2Al₂O₃（s）+3C（s），則△H=-4bkJ/mol-（-akJ/mol）×3=-（4b-3a）kJ/mol，
故答案為：4Al（s）+3CO₂（g）=3C（s）+2 Al₂O₃（s）△H=（3a-4b）kJ?mol^-1．

點評：本題考查了平衡狀態(tài)判斷、平衡移動和化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素以及三段式法計算和蓋斯定律應(yīng)用，題目難度大．