Question

【題目】硫及其化合物對(duì)人類(lèi)的生產(chǎn)和生活有著重要的作用。

（1）重晶石（BaSO4）高溫煅燒可發(fā)生一系列反應(yīng)，其中部分反應(yīng)如下：

BaSO4(s)＋4C(s)=BaS(s)＋4CO(g) ΔH＝＋571.2kJ·mol－1

BaS(s)=Ba(s)＋S(s) ΔH＝＋460kJ·mol－1

已知：O2(g)＋2C(s)=2CO(g) ΔH＝－221kJ·mol－1，

寫(xiě)出O2氧化Ba(s)和S(s)至BaSO4的熱化學(xué)方程式___________________。

（2）一定條件下，通過(guò)下列反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)燃煤煙氣中硫的回收：2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l) △H<0。若向2L恒容密閉容器中通入2molCO和1molSO2，反應(yīng)在不同條件下進(jìn)行上述反應(yīng)，反應(yīng)體系總壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化如圖所示

①與實(shí)驗(yàn)a相比，c組改變的實(shí)驗(yàn)條件可能是______________，判斷的依據(jù)是______________________。

②用P0表示開(kāi)始時(shí)總壓強(qiáng)，P表示平衡時(shí)總壓強(qiáng)，用α表示SO2的平衡轉(zhuǎn)化率，則α的表達(dá)式為______________________。

（3）二氧化硫在一定條件下還可以發(fā)生如下反應(yīng)：

SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH=－42kJ·mol－1。

在1 L 恒容密閉容器中充入SO2(g) 和NO2 (g)，所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn) 編號(hào)	溫度	起始時(shí)物質(zhì)的量/mol		平衡時(shí)物質(zhì)的量/mol
		n(SO2)	n(NO2)	n(NO)
甲	T1	0.80	0.20	0.18
乙	T2	0.20	0.80	0.16
丙	T2	0.20	0.30	a

①實(shí)驗(yàn)甲中，若2 min 時(shí)測(cè)得放出的熱量是4.2 kJ，則0~2 min時(shí)間內(nèi)，用SO2 (g)表示的平均反應(yīng)速率υ(SO2)＝__________，該溫度下的平衡常數(shù)為______________。

②實(shí)驗(yàn)丙中，達(dá)到平衡時(shí)，NO2的轉(zhuǎn)化率為_______________。

③由表中數(shù)據(jù)可推知，T1_____T2（填“＞”“＜”或“＝”），判斷的理由是____________________。

Answer 1

【答案】 Ba(s)＋S(s)＋2O2(g) = BaSO4(s) ΔH＝－1473.2kJmol－1 升高溫度 實(shí)驗(yàn)c與a相比，反應(yīng)速率快，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)（其他合理答案也給分） 0.05 mol·L－1·min－1 2.613 40% ＜ T1時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K1＝2.613，T2時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K2＝1，該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以T1＜T2。（其他合理答案也給分）

【解析】試題分析： (1)根據(jù)蓋斯定律書(shū)寫(xiě)O2氧化Ba(s)和S(s)至BaSO4的熱化學(xué)方程式； (2)同體積、同物質(zhì)的量，溫度越高壓強(qiáng)越大，實(shí)驗(yàn)c，反應(yīng)速率快；根據(jù)同溫、同體積，壓強(qiáng)與物質(zhì)的量成正比分析；(3) ①根據(jù)2 min 時(shí)放出的熱量是4.2 kJ，可計(jì)算消耗SO2的物質(zhì)的量；根據(jù)表格數(shù)據(jù)，利用三段式計(jì)算平衡常數(shù)；②乙、丙溫度相同，根據(jù)平衡常數(shù)相同計(jì)算丙中NO2的轉(zhuǎn)化率為；根據(jù)甲、乙的平衡常數(shù)判斷T1、T2的大��；

解析：①BaSO4(s)＋4C(s) = BaS(s)＋4CO(g)ΔH＝＋571.2kJ·mol－1

②BaS(s) = Ba(s)＋S(s)ΔH＝＋460kJ·mol－1

③O2(g)＋2C(s)=2CO(g)ΔH＝－221kJ·mol－1，根據(jù)蓋斯定律，③×2－①－②得 O2氧化Ba(s)和S(s)至BaSO4的熱化學(xué)方程式Ba(s)＋S(s)＋2O2(g) = BaSO4(s) ΔH＝－1473.2kJmol－1 ；（2）同體積、同物質(zhì)的量，溫度越高壓強(qiáng)越大，根據(jù)圖示，實(shí)驗(yàn)c，反應(yīng)速率快，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；所以c改變的條件是升高溫度； ；

，x=3 ，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率是（3）÷1×100%=；

(3) 2 min 時(shí)放出的熱量是4.2 kJ，根據(jù)熱化學(xué)方程式，消耗SO2的物質(zhì)的量 ；則用SO2 (g)表示的平均反應(yīng)速率υ(SO2)＝ 0.05 mol·L－1·min－1，

。

甲的平衡常數(shù)為 2.613；

乙的平衡常數(shù)

乙的平衡常數(shù)為 1；

設(shè)丙中二氧化硫的轉(zhuǎn)化量為a

乙、丙溫度相同，平衡常數(shù)相同，

a = 0.12，

二氧化硫的轉(zhuǎn)化率=0.12÷0.2×100%=60%；

③正反應(yīng)放熱，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，甲的平衡常數(shù)大于乙的平衡常數(shù)，，T1<T2。