Question

8．近年來燃煤脫硫技術受到各界科研人員的重視，某脫硫技術涉及如下反應：
I．CaSO₄（s）+CO（g）?CaO（s）+SO₂（g）+CO₂（g）△H₁=+218.4kJ•mol^-l
Ⅱ．CaO（s）+3CO（g）+SO₂（g?CaS（s）+3CO₂（g）△H₂=-394.0kJ•mol^-l
（1）若用K₁、K₂分別表示反應I、II的化學平衡常數，則反應$\frac{1}{2}$CaSO₄（s）+2CO（g）?$\frac{1}{2}$CaS（s）+2CO₂（g）的平衡常數K=$（{K}_{1}•{K}_{2}）^{\frac{1}{2}}$（用含K₁、K₂的式子表示）
（2）某溫度下在一密閉容器中若只發(fā)生反應I，測得數據如下：

t/s	0	10	20	30	50
c（CO）mol/L	3	1.8	1.2	0.9	0.9

前20s 內v（SO₂）=0.09mo1•L^-l•s^-l，平衡時CO的轉化率為70%．
（3）某科研小組研究在其它條件不變的情況下，改變起始一氧化碳物質的量，對反應II
CaO（s）+3CO（g）+SO₂（g）?CaS（s）+3CO₂（g）的影響，實驗結果如圖所示（圖中T表示溫度）：
①比較在a、b、c三點所處的平衡狀態(tài)中，反應物SO₂的轉化率最高的是c．
②圖象中T₂高于T₁（填“高于”、“低于”、“等于”或“無法確定”）判斷的理由是反應是放熱反應，升高溫度，平衡逆向進行，二氧化碳含量減小，所以T₂＞T₁．

Answer 1

分析 （1）書寫反應的平衡常數表達式計算得到平衡常數關系；
（2）依據化學平衡三段式列式計算，再根據v=$\frac{△c}{△t}$進行計算；轉化率=$\frac{消耗量}{起始量}×100%$；
（3）①一氧化碳量的增加，平衡正向進行，二氧化硫的轉化率增大；
②反應是放熱反應，升高溫度，平衡逆向進行，二氧化碳含量減�。�

解答 解：（1）I．CaSO₄（s）+CO（g）?CaO（s）+SO₂（g）+CO₂（g）△H₁=+218.4kJ•mol^-l
Ⅱ．CaO（s）+3CO（g）+SO₂（g?CaS（s）+3CO₂（g）△H₂=-394.0kJ•mol^-l
依據蓋斯定律計算$\frac{I+Ⅱ}{2}$得反應$\frac{1}{2}$CaSO₄（s）+2CO（g）?$\frac{1}{2}$CaS（s）+2CO₂（g），
K₁=$\frac{c（C{O}_{2}）c（S{O}_{2}）}{c（CO）}$，K₂=$\frac{{c}^{3}（C{O}_{2}）}{{c}^{3}（CO）c（S{O}_{2}）}$，K=$\frac{{c}^{2}（C{O}_{2}）}{{c}^{2}（CO）}$，
計算得到：K₃=$（{K}_{1}•{K}_{2}）^{\frac{1}{2}}$，
故答案為：$（{K}_{1}•{K}_{2}）^{\frac{1}{2}}$；
（2）CaSO₄（s）+CO（g）?CaO（s）+SO₂（g）+CO₂（g）
起始量（mol/L）    3                0        0
變化量（mol/L）   1.8              1.8      1.8
20s量（mol/L）    1.2              1.8     1.8
前20s內v（SO₂）=$\frac{1.8mol/L}{20s}$=0.09mol/L•s；
30s達到平衡狀態(tài)，平衡時CO的轉化率=$\frac{3mol/L-0.9mol/L}{3mol/L}$×100%=70%；
故答案為：0.09，70%；
（3））①依據圖象分析，隨一氧化碳量的增加，二氧化硫的轉化率增大，c點最大；
故答案為：c；
②依據平衡移動原理，反應是放熱反應，升高溫度，平衡逆向進行，二氧化碳含量減小，所以T₂＞T₁，
故答案為：高于；反應是放熱反應，升高溫度，平衡逆向進行，二氧化碳含量減小，所以T₂＞T₁．

點評 本題考查了蓋斯定律的應用、化學反應速率、轉化率和平衡常數的計算，題目難度中等．