Question

處理含CO、SO₂煙道氣污染的一種方法，是將其在催化劑作用下轉化為單質S（g）．發(fā)生反應為：2CO（g）+SO₂（g）?S（g）+2CO₂（g）
（1）已知：CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0kJ?mol^-1
S（g）+O₂（g）=SO₂（g）△H=-296.0kJ?mol^-1
試寫出利用上述方法處理煙道氣的熱化學方程式

 

（2）在容積為2L的密閉容器中，充入4molCO和2molSO₂，在一定條件下發(fā)生反應2CO（g）+SO₂（g）?S（g）+2CO₂（g），CO₂的物質的量分數隨時間的變化如圖所示，則：
①0-2min內的平均反應速率v（CO）=

 

．
②該溫度下，上述反應的平衡常數K=

 

（填數值）．
③2min后改變下列條件能使上述反應的反應速率增大，且平衡向正向移動的是

 

a．選用更高效的催化劑  b．升高溫度  c．及時分離出二氧化碳  d．增加SO₂的濃度．

Answer 1

考點：產物的百分含量隨濃度、時間的變化曲線,用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,化學平衡的影響因素

專題：

分析：（1）利用蓋斯定律進行書寫；
（2）根據圖象，反應平衡時二氧化碳的體積分數為50%，則設0-2min內的消耗SO₂為xmol，
根據反應的化學反應方程式：2CO（g）+SO₂（g）?S（g）+2CO₂（g），
                   開始：4       2        0      0
                   轉化：2x      x        x      2x
                   平衡：4-2x     2-x      x       2x   
則根據平衡時二氧化碳的體積分數為50%，有

2x

6

=50%，則x=1.5mol，
①根據反應速率V=

△c

△t

進行計算；
②因為反應前后系數相等，所以平衡常數K=物質的量的冪次方之比；
③a．選用更高效的催化劑，反應速率增大，但平衡不移動；
b．升高溫度，反應速率增大，但平衡向逆反應移動；
c．及時分離出二氧化碳，平衡向正反應移動，但反應速率減小；
d．增加SO₂的濃度，反應速率增大，平衡向正反應移動．

解答： 解：（1）①CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0KJ?mol^-1
②S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H=-296.0KJ?mol^-1
將方程式①×2-②得2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g）△H=（-283.0KJ?mol^-1）×2-（-296.0KJ?mol^-1）=-270KJ?mol^-1，熱化學反應方程式為：2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g）△H=-270KJ?mol^-1，
故答案為：2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g）△H=-270KJ?mol^-1；
（2）根據圖象，反應平衡時二氧化碳的體積分數為50%，則設0-2min內的消耗SO₂為xmol，
根據反應的化學反應方程式：2CO（g）+SO₂（g）?S（g）+2CO₂（g），
                   開始：4       2        0      0
                   轉化：2x      x        x      2x
                   平衡：4-2x     2-x      x       2x   
則根據平衡時二氧化碳的體積分數為50%，有

2x

6

=50%，則x=1.5mol，
①0-2min內的平均反應速率v（CO）=

3 2

2

=0.75 mol?L^-1?min^-1，故答案為：0.75 mol?L^-1?min^-1；
②因為反應前后系數相等，所以平衡常數K=

1.5×3 2

12×0.5

=27，故答案為：27；
③a．選用更高效的催化劑，反應速率增大，但平衡不移動，故a錯誤；
b．升高溫度，反應速率增大，但平衡向逆反應移動，故b錯誤；
c．及時分離出二氧化碳，平衡向正反應移動，但反應速率減小，故c錯誤；
d．增加SO₂的濃度，反應速率增大，平衡向正反應移動，故d正確；
故選：d．

點評：本題考查了化學平衡的計算及其平衡移動的判斷，題目難度中等，注意掌握三段式法進行計算的方法，試題有利于培養(yǎng)學生的邏輯推理能力，提高學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力及化學計算能力．