Question

工業(yè)上研究燃料脫硫的過程中，涉及如下反應(yīng)：

CaSO₄（s）+CO（g） CaO（s）+SO₂（g）+CO₂（g）,K₁，△H₁= 218．4 kJ·mol^-l（反應(yīng)I）

CaSO₄（s）+2CO（g） CaS（s）+2CO₂（g），K₂，△H₂= -87.8 kJ·mol^-l（反應(yīng)II）

（1）反應(yīng)CaO（s）+3CO（g）+SO₂（g） CaS（s）+3CO₂（g）的△H= ；平衡常數(shù)K= （用K₁，K₂表示）。

（2）某溫度下在一密閉容器中若只發(fā)生反應(yīng)I，測得數(shù)據(jù)如下：

前100 s 內(nèi)v（SO₂）= mo1·L^-1·s^－l，平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為 。

（3）若只研究反應(yīng)II，在不同條件下其反應(yīng)能量變化如下圖所示：圖中曲線a到曲線b的措施是________，恒溫恒容時，下列說法能說明反應(yīng)Ⅱ到達(dá)平衡狀態(tài)的是____ 。

A．體系中氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變

B．v（CO）=v（CO₂）

C．CO的轉(zhuǎn)化率達(dá)到了最大限度

D．體系內(nèi)氣體壓強不再發(fā)生變化

（4）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(zhì)的量[用n（CO）表示]對CaO（s）+3CO（g）+SO₂（g） CaS（s）+3CO₂（g）反應(yīng)的影響，實驗結(jié)果如右圖所示（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(yīng)物SO₂的轉(zhuǎn)化率最高的是____ 。

②圖像中T₂ T₁（填“高于”、“低于”、“等于”或“無法確定”）：判斷的理由是____ 。

Answer 1

【知識點】化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的移動  G1  G2  G5

【答案解析】（1）－394kJ/mol  (2分)     （2分）

（2）0.009（1分）  60%（2分）

（3）使用催化劑（1分），AC（2分）

（4）① c  （2分）②低于（1分）  該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，CO₂體積分?jǐn)?shù)降低，故T₂低于T₁（2分） 

 解析：(1)根據(jù)蓋斯定律△H=2△H₂－△H₁=－87.8 kJ·mol^-l×2－218．4 kJ·mol^-l=－394kJ/mol ；

；

（2）前100 s 內(nèi)v（SO₂）=v（CO）=mo1·L^-1·s^－l，

平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為：.

（3）因為催化劑能降低反應(yīng)的活化能，不改變平衡，△H不變，所以曲線a到曲線b的措施是使用催化劑；

        只要能夠證明正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率的說法就能說明反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)。

   A．假設(shè)平衡右移，體系中氣體的平均摩爾質(zhì)量增大，左移體系中氣體的平均摩爾質(zhì)量減小，而體系中氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變說明平衡不再移動。

   B．沒有指明正反應(yīng)速率還是逆反應(yīng)速率，不能證明正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率。

   C．CO的轉(zhuǎn)化率達(dá)到了最大限度，即平衡不再移動，能說明反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)。

   D．方程式兩邊氣體分子數(shù)相等，平衡移動時體系內(nèi)氣體壓強也不變，所以體系內(nèi)氣體壓強不再發(fā)生變化不能說明反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)。

（4）①增加一氧化碳物質(zhì)的量，平衡右移，反應(yīng)物SO₂的轉(zhuǎn)化率增加，所以SO₂的轉(zhuǎn)化率最高的是C。

   ②該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，CO₂體積分?jǐn)?shù)降低，故T₂低于T₁。

【思路點撥】本題考查了化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的移動，加強知識的理解靈活解答。