Question

（15分）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(qiáng)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(shí)驗(yàn)結(jié)果如右圖所示（圖中T表示溫度）：

①比較在a、b、c三點(diǎn)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

（1）－394kJ/mol (2分) （2分）；（2）0.009（1分） 60%（2分）；

（3）使用催化劑（1分），A、C（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】

試題分析：（1）II×2－I整理可得：CaO（s）+3CO（g）+SO2(g)CaS（s）+3CO2（g）的△H=－394kJ/mol； K1=； K2=；K=;所以K=。（2）在反應(yīng)I中，前100 s 內(nèi)v（CO）=(2-1.1)mol/L÷100s=0.009mol/(L·s)，v（SO2）== v（CO）=0.009mol/(L·s)；平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為[（2-0.8）÷2]×100%=60%；（3）若只研究反應(yīng)II，在不同條件下其反應(yīng)能量變化如圖所示，由于降低了反應(yīng)的活化能，反應(yīng)熱沒有變化，所以圖中曲線a到曲線b的措施是加入了催化劑；A．由于反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量發(fā)生了變化，而氣體的物質(zhì)的量不變，所以若體系中氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變，則氣體的質(zhì)量不再發(fā)生變化，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，正確；B．因?yàn)樵诜匠淌绞莾煞N氣體的方程式的系數(shù)相同，所以在任何時刻都存在v（CO）=v（CO2），因此不能作為判斷反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志，錯誤；C．反應(yīng)物CO達(dá)到平衡時其的轉(zhuǎn)化率達(dá)到了最大限度，正確；D．由于容器的容積不變，反應(yīng)前后氣體的體積相等，所以在任何時刻都存在體系內(nèi)氣體壓強(qiáng)不再發(fā)生變化，故不能作為判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志，錯誤；(4)①根據(jù)圖像可知a、b、c三點(diǎn)同一溫度下不同的n(CO)開始投入量的所處的平衡狀態(tài)中，由于CO越大，c(CO)就越大，增大反應(yīng)物的濃度，可以提高其它反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，所以這三點(diǎn)中反應(yīng)物SO2的轉(zhuǎn)化率最高的是c點(diǎn)；②由于反應(yīng)CaO（s）+3CO（g）+SO2(g)CaS（s）+3CO2（g）的△H=－394kJ/mol，即該反應(yīng)是放熱反應(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。

考點(diǎn)：考查蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)與比較、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、不同反溫度的比較化學(xué)反應(yīng)速率和物質(zhì)平衡轉(zhuǎn)化率的計算的知識。