Question

工業(yè)上研究燃料脫硫的過(guò)程中，涉及如下反應(yīng)：
CaSO₄（s）+CO（g）?CaO（s）+SO₂（g）+CO₂（g），K₁，△H₁=218.4kJ?mol^-l（反應(yīng)Ⅰ）

1

2

CaSO₄（s）+2CO（g）?

1

2

CaS（s）+2CO₂（g），K₂，△H₂=-87，8kJ?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(cè)得數(shù)據(jù)如下：

t/s	0	50	100	150	200
C（CO）/mol．L-	2	1.5	1.1	0.8	0.8

前100s 內(nèi)v（SO₂）=

 

mo1?L^-1?s^-l，平衡時(shí)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)能量變化如圖1所示：圖中曲線a到曲線b的措施是

 

，恒溫恒容時(shí)，下列說(shuō)法能說(shuō)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(duì)CaO（s）+3CO（g）+SO₂（g）    CaS（s）+3CO₂（g）反應(yīng)的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如2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圖象中T₂

 

T₁（填“高于”、“低于”、“等于”或“無(wú)法確定”）：判斷的理由是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）依據(jù)蓋斯定律結(jié)合熱化學(xué)方程式計(jì)算得到所需熱化學(xué)方程式，書寫反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算得到平衡常數(shù)關(guān)系；
（2）依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算，反應(yīng)速率v=

△c

△t

計(jì)算得到，轉(zhuǎn)化率=

消耗量

起始量

×100%；
（3）根據(jù)催化劑是通過(guò)降低反應(yīng)的活化能來(lái)加快化學(xué)反應(yīng)速率的，活化能越低，催化的效果越好，反應(yīng)速率越大；化學(xué)平衡標(biāo)志是正逆反應(yīng)速率相同，各組分含量保持不變；
（4）①依據(jù)圖象分析，隨一氧化碳量的增加，平衡正向進(jìn)行，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率增大；
②據(jù)平衡移動(dòng)原理，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度越高，平衡逆向進(jìn)行，三氧化硫含量減�。�

解答： 解：（1）①CaSO₄（s）+CO（g）?CaO（s）+SO₂（g）+CO₂（g），K₁，△H₁=218.4kJ?mol^-l（反應(yīng)Ⅰ）
②

1

2

CaSO₄（s）+2CO（g）?

1

2

CaS（s）+2CO₂（g），K₂，△H₂=-87.8kJ?mol^-l（反應(yīng)Ⅱ）
依據(jù)蓋斯定律計(jì)算②×2-①反應(yīng)CaO（s）+3CO（g）+SO₂（g）?CaS（s）+3CO₂（g）△H=-394kJ/mol；
K₁=

c(CO2)c(SO2)

c(CO)

K₂=

c2(CO2)

c2(CO)

K₃=

c3(CO2)

c3(CO)c(SO2)

計(jì)算得到：K₃=

K22

K1

故答案為：-394kJ/mol，

K22

K1

；
（2）CaSO₄（s）+CO（g）?CaO（s）+SO₂（g）+CO₂（g）
起始量（mol/L）           2                0        0
變化量（mol/L）         0.9               0.9      9.9
100s量（mol/L）         1.1               0.9       0.9
前100s 內(nèi)v（SO₂）=

0.9mol/L

100s

=0.009mol/L?s；
150°C達(dá)到平衡狀態(tài)，平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率=

2mol/L-0.8mol/L

2mol/L

×100%=60%；
故答案為：0.009，60%；
（3）催化劑是通過(guò)降低反應(yīng)的活化能來(lái)加快化學(xué)反應(yīng)速率的，改變反應(yīng)途徑，不改變化學(xué)平衡，所以圖中改變條件是加入催化劑，反應(yīng)Ⅱ是氣體體積不變的放熱反應(yīng)，結(jié)合平衡移動(dòng)原理分析；
A．反應(yīng)前后氣體質(zhì)量變化，物質(zhì)的量不變，體系中氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A正確；
B．v（CO）=v（CO₂）只能說(shuō)明反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式系數(shù)之比，為正反應(yīng)速率之比，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；
C．CO的轉(zhuǎn)化率達(dá)到了最大限度，一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C正確；
D．反應(yīng)前后氣體體積不變，體系內(nèi)氣體壓強(qiáng)始終不變，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤；
故答案為：使用催化劑，AC；
（4）①依據(jù)圖象分析，隨一氧化碳量的增加，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率增大，c點(diǎn)最大；
故答案為：c；
②依據(jù)平衡移動(dòng)原理，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度越高，平衡逆向進(jìn)行，三氧化硫含量減小，所以T₁＞T₂，
故答案為：低于，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(dòng)，CO₂體積分?jǐn)?shù)降低，故T₂低于T₁；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了熱化學(xué)方程式書寫，化學(xué)反應(yīng)速率，平衡常數(shù)，轉(zhuǎn)化率計(jì)算應(yīng)用，平衡標(biāo)志判斷，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．