Question

3．（1）在1200℃時，天然氣脫硫工藝中會發(fā)生下列反應：
①H₂S（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═SO₂（g）+H₂O（g）△H₁
②2H₂S（g）+SO₂（g）═$\frac{3}{2}$S₂（g）+2H₂O（g）△H₂
③H₂S（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═S（g）+H₂O（g）△H₃
④2S（g）═S₂（g）△H₄
則△H₄的正確表達式為$\frac{2}{3}$（△H₁+△H₂-3△H₃）．
（2）某可逆反應：X（g）+3Y（g）?2Z（g）平衡常數(shù)與溫度關系如表所示：

溫度/℃	360	440	520
K	0.036	0.010	0.0038

①根據(jù)上述數(shù)據(jù)判斷，該可逆反應的正反應是放熱（填“吸熱”或“放熱”）反應，理由是溫度升高，平衡常數(shù)減小．
②為了增大X的轉化率和反應速率，宜采用的措施是B．
A．升高溫度           B．增大壓強         C．加催化劑           D．分離Z
③在2L密閉容器中充入Z氣體，在一定條件下進行反應．下列圖1象不能表明該反應達到平衡狀態(tài)的是A．

④440℃時，在2L密閉容器中，開始充入1mol X氣體和3mol Y氣體進行反應．在某時刻測得c（X）=0.45mol/L，此時，反應是否達到平衡狀態(tài)否（填“是”或“否”），簡述理由：此時濃度商Q=$\frac{{c}^{2}（Z）}{c（X）{c}^{3}（Y）}$=$\frac{0．{1}^{2}}{0.45×1.3{5}^{3}}$=0.0090＜K，平衡正向進行．
⑤在某容積固定的容器中進行上述反應，當X、Y起始物質的量一定時，僅改變一個外界條件對Z體積分數(shù)的影響如圖2所示（曲線I為標準）：
ⅰ曲線Ⅱ改變的條件是升溫．
ⅱ曲線Ⅲ改變的條件是加合適的催化劑．

Answer 1

分析 （1）H₂S（g）+O₂（g）═SO₂（g）+H₂O（g）△H₁①
2H₂S（g）+SO₂（g）═S₂（g）+2H₂O（g）△H₂ ②
H₂S（g）+O₂（g）═S（g）+H₂O（g）△H₃③，
將方程式$\frac{2}{3}$①+$\frac{2}{3}$②-③×2得2S（g）═S₂（g），△H₄進行相應的改變可得；
（2）①分析圖表數(shù)據(jù)分析，平衡常數(shù)隨溫度升溫減小，平衡逆向進行；
②增大X的轉化率和反應速率，一是增大反應速率，平衡正向進行，依據(jù)影響反應速率和平衡移動原理分析判斷；
③A、對于一定的化學反應，焓變和反應物、生成物的狀態(tài)和量有關，與平衡移動無關；
B、反應前后氣體質量不變，物質的量改變，依據(jù)M=$\frac{{m}_{總}}{{n}_{總}}$分析；
C、濃度不變是平衡的標志；
D、體積分數(shù)不變時平衡的標志；
④依據(jù)440℃時的平衡常數(shù)，結合此條件下的濃度商和平衡常數(shù)比較分析判斷；
⑤i．分析曲線Ⅱ變化可知，達到平衡所需時間短，反應速率快，平衡狀態(tài)Z的體積分數(shù)減��；
ii．圖象分析曲線Ⅲ達到平衡時間短，達到平衡狀態(tài)和曲線Ⅰ達到平衡狀態(tài)的Z的含量相同，是相同的平衡狀態(tài)．

解答 解：（1）H₂S（g）+O₂（g）═SO₂（g）+H₂O（g）△H₁①
2H₂S（g）+SO₂（g）═S₂（g）+2H₂O（g）△H₂ ②
H₂S（g）+O₂（g）═S（g）+H₂O（g）△H₃③，
將方程式$\frac{2}{3}$①+$\frac{2}{3}$②-③×2得2S（g）═S₂（g），△H₄=$\frac{2}{3}$×△H₁+$\frac{2}{3}$×△H₂-2×△H₃=$\frac{2}{3}$（△H₁+△H₂-3△H₃），故答案為：$\frac{2}{3}$（△H₁+△H₂-3△H₃）；
（2）①分析圖表可知，平衡常數(shù)隨溫度升溫減小，平衡逆向進行，正反應方向是放熱反應；
故答案為：放熱；溫度升高，平衡常數(shù)減�。�
②X（g）+3Y（g）?2Z（g），反應是氣體體積減小的放熱反應，為了增大X的轉化率和反應速率，依據(jù)平衡移動原理分析；
A．升高溫度，速率增大，平衡逆向進行X的轉化率減小，故A不符合；        
B．增大壓強，平衡正向進行，速率增大，A的轉化率增大，故B正確；      
C．加催化劑加快反應速率，平衡不動A的轉化率不變，故C不符合；         
D．分離Z，平衡正向進行，A的轉化率增大，反應速率減小，故D不符合；
故答案為：B；
③在2L密閉容器中充入Z氣體，在一定條件下進行反應，
A、對于一定的化學反應，焓變和反應物、生成物的狀態(tài)和量有關，與平衡移動無關，圖象不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故A符合；
B、反應前后氣體質量不變，物質的量改變，依據(jù)M=$\frac{{m}_{總}}{{n}_{總}}$分析，氣體摩爾質量不變，說明反應達到平衡，故B不符合；
C、圖象表示，X的濃度不變，是平衡的標志，故C不符合；
D、Z的體積分數(shù)不變時說明平衡的標志，故D不符合；
故答案為：A；
④440℃時，平衡常數(shù)=0.010，在2L密閉容器中，開始充入1mol X氣體和3mol Y氣體進行反應．在某時刻測得c（X）=0.45mol•L^-1，物質的量為0.45mol•L^-1×2L=0.9mol，依據(jù)三段式列式計算
             X（g）+3Y（g）?2Z（g）
起始量（mol） 1       3        0
變化量（mol） 0.1    0.3      0.2
某時刻（mol） 0.9    2.7      0.2
濃度分別為c（X）=0.45mol/L，c（Y）=1.35mol/L，c（Z）=0.1mol/L
Q=$\frac{{c}^{2}（Z）}{c（X）{c}^{3}（Y）}$=$\frac{0．{1}^{2}}{0.45×1.3{5}^{3}}$═0.0090＜K，平衡正向進行；
故答案為：否；此時濃度商Q=$\frac{{c}^{2}（Z）}{c（X）{c}^{3}（Y）}$=$\frac{0．{1}^{2}}{0.45×1.3{5}^{3}}$=0.0090＜K，平衡正向進行；
⑤i分析曲線Ⅱ變化可知，達到平衡所需時間短，反應速率快，平衡狀態(tài)Z的體積分數(shù)減小，分析影響反應速率因素可知反應是放熱反應，升溫平衡逆向進行，反應速率增大，平衡狀態(tài)Z的體積分數(shù)減��；
故答案為：升溫；
ii圖象分析曲線Ⅲ達到平衡時間短，達到平衡狀態(tài)和曲線Ⅰ達到平衡狀態(tài)的Z的含量相同，是相同的平衡狀態(tài)，改變的條件是加入了催化劑；
故答案為：加合適的催化劑．

點評 本題考查了化學平衡影響因素、平衡狀態(tài)的標志、平衡建立過程的分析判斷，平衡移動原理應用，圖象分析解題關鍵，題目難度中等．