Question

【題目】根據(jù)題意解答
（1）恒溫，容積為1L恒容條件下，硫可以發(fā)生如下轉化，其反應過程和能量關系如圖所示（已知：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）△H=﹣196.6kJmol﹣1），請回答下列問題：
①寫出能表示硫的燃燒熱的熱化學方程式： ．
②在相同條件下，充入1mol SO3和0.5mol 的O2 ， 則達到平衡時SO3的轉化率為；此時該反應（填“放出”或“吸收”）KJ的能量．
（2）①CO2可轉化成有機物實現(xiàn)碳循環(huán)，在體積為1L的密閉容器中，充入1molCO2和3molH2 ， 一定條件下反應：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H=﹣49.0kJmol﹣1 ， 測得CO2和CH3OH（g）濃度隨時間變化如圖所示．從3min到9min，v（H2）=molL﹣1min﹣1 ．
②能說明上述反應達到平衡狀態(tài)的是（填編號）．
A．反應中CO2與CH3OH的物質的量濃度之比為1：1（即圖中交叉點）
B．混合氣體的密度不隨時間的變化而變化
C．單位時間內消耗3mol H2 ， 同時生成1mol H2O
D．CO2的體積分數(shù)在混合氣體中保持不變
（3）工業(yè)上，CH3OH也可由CO和H2合成．參考合成反應CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）的平衡常數(shù)．下列說法正確的是

溫度/℃	0	100	200	300	400
平衡常數(shù)	667	13	1.9×10﹣2	2.4×10﹣4	1×10﹣5

A.該反應正反應是放熱反應
B.該反應在低溫下不能自發(fā)進行，高溫下可自發(fā)進行，說明該反應△S＜0
C.在T℃時，1L密閉容器中，投入0.1mol CO和0.2mol H2 ， 達到平衡時，CO轉化率為50%，則此時的平衡常數(shù)為100
D.工業(yè)上采用稍高的壓強（5MPa）和250℃，是因為此條件下，原料氣轉化率最高．

Answer 1

【答案】
（1）S（s）+O2（g）═SO2（g）△H=﹣297 KJ?mol﹣1；20%；吸收；19.66
（2）0.125；D
（3）ABC
【解析】解：（1）燃燒熱是指1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量，所以，硫的物質的量為1mol．由圖1可知1molS（s）完全燃燒放出的熱量為297KJ，所以，硫的燃燒熱的熱化學方程式S（s）+O2（g）═SO2（g）△H=﹣297 KJmol﹣1； 所以答案是：S（s）+O2（g）═SO2（g）△H=﹣297 KJmol﹣1；（2）根據(jù)圖像所給的信息可知，反應2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）的平衡常數(shù)K= = = ，在相同條件下，充入1molSO3和0.5molO2 ， 設反應達到平衡時SO3轉化了Xmol，則有：

	2SO2（g）+	O2（g）		2SO3（g）
初始：	0	0.5mol/L		1mol/L
變化：	Xmol/L	0.5mol/L		Xmol/L
平衡：	Xmol/L	（0.5+0.5X）mol/L		（1﹣X）mol/L

根據(jù)溫度不變，平衡常數(shù)K的值不變可知：K= = 解得：X=0.2mol，故反應達到平衡時SO3的轉化率為 =20%；三氧化硫消耗，說明反應從（1）的逆方向開始，故吸熱；由熱化學方程式2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）△H=﹣196.6kJmol﹣1可知，2SO3（g）2SO2（g）+O2（g）△H=﹣196.6kJmol﹣1即1molSO3分解吸收98.3KJ的熱量，則0.2molSO3分解吸收的熱量Q=98.3KJ×0.2=19.66KJ；
所以答案是：20%；吸收；19.66；（2）①由圖像可知，3min﹣09min內二氧化碳濃度減少了0.25mol/L，則該時間段內氫氣的濃度減少3×0.25mol/L=0.75mol/L，則v（H2）= =0.125mol/L；
所以答案是：0.125；
②A．反應中CO2與CH3OH的物質的量濃度之比為1：1時，沒有達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B．由于氣體的總質量不變，容器的體積不變，則無論是否達到平衡狀態(tài)，氣體的密度都不變，故B錯誤；
C．化學反應速率之比等于化學計量數(shù)之比，無論是否達到平衡狀態(tài)，都存在單位時間內每消耗3molH2 ， 同時生成1molH2O，故C錯誤；
D．CO2的體積分數(shù)在混合氣體中保持不變，說明達到平衡狀態(tài)，故D正確．
所以答案是：D；（3）A、依據(jù)平衡常數(shù)隨溫度變化和平衡移動原理分析判斷，隨溫度升高平衡常數(shù)減小，正反應為放熱反應，故A正確；
B、由A得正反應為放熱反應，△H＜0，根據(jù)△G=△H﹣T△S＜0自發(fā)，△G=△H﹣T△S＞0非自發(fā)，又在低溫下不能自發(fā)進行，高溫下可自發(fā)進行，說明該反應△S＜0
， 故B正確；
C、結合平衡三段式列式計算，平衡常數(shù)等于生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應物平衡濃度冪次方乘積，

	CO（g）+	2H2（g）		CH3OH（g）
起始量（mol/L）	0.1	0.2		0
變化量（mol/L）	0.1×50%	0.1		0.05
平衡量（mol/L）	0.05	0.1		0.05

平衡常數(shù)K= =100，故C正確；
D、升溫平衡逆向進行，此條件是催化劑活性最大，不是原料氣的轉化率高，故D錯誤；
故選ABC．
【考點精析】通過靈活運用化學平衡狀態(tài)本質及特征和化學平衡狀態(tài)的判斷，掌握化學平衡狀態(tài)的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態(tài)平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態(tài)（等效）；狀態(tài)判斷：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不變④若A、B、C、D為氣體，且m+n≠x+y，壓強恒定⑤體系顏色不變⑥單位時間內某物質內化學鍵的斷裂量等于形成量⑦體系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等即可以解答此題．