Question

【題目】C、N、S的氧化物常會造成一些環(huán)境問題，科研工作者正在研究用各種化學方法來消除這些物質對環(huán)境的不利影響。

(1)已知：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g) ΔH1=－566kJ/molS(l)＋O2(g)=SO2(g) ΔH2=－296kJ/mol

一定條件下，可以通過CO與SO2反應生成S(1)和一種無毒的氣體，實現(xiàn)燃煤煙氣中硫的回收，寫出該反應的熱化學方程式_______________________________。

(2)在500℃下合成甲醇的反應原理為：

CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)；在1L的密閉容器中，充入1mol CO2和3mol H2，壓強為p0 kpa，測得CO2(g)和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。(可逆反應的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計算，也可以用平衡分壓Kp代替平衡濃度，計算分壓=總壓×物質的量分數(shù))

①0~4min，H2的平均反應速率v(H2)=________mol·L1·min1。

②CO2平衡時的體積分數(shù)為______________，該溫度下Kp為_________kPa-2_(用含有p0的式子表示，小數(shù)點后保留1位)。

③下列能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是______________。

A．v正(CH3OH)=3v逆(H2)

B．CO2、H2、CH3OH和H2O濃度之比為1∶3∶1∶1

C．恒溫恒壓下，氣體的體積不再變化

D．恒溫恒容下，氣體的密度不再變化

④500℃、在2個容積都是2L的密閉容器中，按不同方式投入反應物，保持恒溫、恒容，測得反應達到平衡時的有關數(shù)據(jù)如下：

容器	容器甲	容器乙
反應物起始投入量	1mol CO2，3mol H2	0.5mol CO2，1mol H2 1mol CH3OH，1mol H2O
CH3OH的平衡濃度/mol·L1	C1	C2

則乙容器中反應起始向________(填“正反應”或“逆反應”)方向進行；c1_________(填“>”“<”或“=”)c2。

Answer 1

【答案】2CO(g)＋SO2(g)=S(l)＋2CO2(g) ΔH=－270kJ/mol 0.375 10% 256/3p02 C 逆反應 <

【解析】

（1）根據(jù)原子守恒，CO與SO2反應生成S（1）和一種無毒的氣體是CO2，化學方程式為2CO（g）+SO2（g）=S（l）+2CO2（g），利用題給兩個熱化學方程式結合蓋斯定律進行求算。

（2）①結合計算；
②反應進行到15min時，各組分濃度不變，此時達到平衡狀態(tài)，根據(jù)三段式計算各物理量；
③達到平衡時，正逆反應速率相等，且各物質的濃度不變，以此判斷是否平衡狀態(tài)；
④可根據(jù)曲線圖算出反應的平衡常數(shù)，將容器甲的投料歸到右邊相當于是1mol甲醇和1mol水蒸氣；

：（1）根據(jù)原子守恒，生成的無毒氣體是二氧化碳，發(fā)生的反應為2CO（g）+SO2（g）=S（l）+2CO2（g）。將題給兩個熱化學方程式由上至下依次編號為①和②，根據(jù)蓋斯定律①-②可得所求反應的熱化學方程式，即2CO（g）+SO2（g）=S（l）+2CO2（g）△H=-566kJ/mol-（-296kJ/mol）=-270kJ/mol。
故答案為：2CO（g）+SO2（g）=S（l）+2CO2（g）△H=-270kJ/mol；

（2）①0～4 min，CO的濃度減少了0.5mol/L，則氫氣的濃度減少了1.5mol/L，H2的平均反應速率v（H2）=1.5mol/L÷4min=0.375molL-1min-1，

故答案為：0.375；

②反應

CO2平衡時的體積分數(shù)等于濃度百分比，即，起始時充入1 mol CO2和3 mol H2，壓強為p0 ，平衡時，氣體總物質的量為2.5mol，壓強為0.625p0 ，

，

故答案為：10%；256/3p02；

③A．v正（CH3OH）=3v逆（H2）說明正逆反應速率不相等，故不能說明反應已達平衡，故A錯誤；
B．CO2、H2、CH3OH和H2O濃度之比為1：3：1：1，與投料有關，不能說明反應已達平衡，故B錯誤；
C．恒溫恒壓下，氣體的體積不再變化，說明反應已達平衡，故C正確；
D．恒溫恒容下，氣體的密度不是一個變量，當其不再變化，不能說明反應達到平衡，故D錯誤；
故答案為：C；

④容器乙Qc==8，可根據(jù)曲線圖算出反應的平衡常數(shù)=5.3，Qc＞K，平衡逆向進行。將容器甲的投料歸到右邊相當于是1mol甲醇和1mol水蒸氣，所以最終平衡時c1＜c2，
故答案為：逆反應；＜；