Question

11．黃鐵礦（主要成分為FeS₂）是工業(yè)制取硫酸的重要原料，其燃燒產(chǎn)物為SO₂和Fe₂O₃．
（1）已知1g FeS₂完全燃燒放出7.1kJ熱量，則表示FeS₂完全燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：4FeS₂（s）+11O₂（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃（s）+8SO₂（g）△H=-3408kJ/mol．
（2）將0.050molSO₂（g）和0.030molO₂（g）放入容積為1L的密閉容器中，反應(yīng)：
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g） 在一定條件下達(dá)到平衡，測得c（SO₃）=0.040mol/L．則該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)K的數(shù)值為1.6×10³，SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率為80%．
（3）當(dāng)該反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時(shí)，欲使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)且反應(yīng)速率加快，下列措施可行的是B．（填字母）
A．向平衡混合物中充入Ar                B．向平衡混合物中充入O₂
C．改變反應(yīng)的催化劑                     D．降低反應(yīng)的溫度
（4）反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0，SO₂的轉(zhuǎn)化率在起始溫度T₁=673K下隨反應(yīng)時(shí)間（t）的變化如圖，其他條件不變，僅改變起始溫度為T₂=723K，請?jiān)趫D中畫出溫度T₂下SO₂的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)時(shí)間變化的預(yù)期結(jié)果示意圖．

Answer 1

分析 （1）黃鐵礦（主要成分為FeS₂）其燃燒產(chǎn)物為SO₂和Fe₂O₃，1g FeS₂完全燃燒放出7.1kJ熱量，480gFeS₂完全燃燒放出3408kJ熱量，機(jī)會(huì)熱化學(xué)方程式書寫；
（2）依據(jù)化學(xué)平衡三段式結(jié)合平衡常數(shù)=生成物濃度的冪次方之積比上反應(yīng)物濃度的冪次方之積、轉(zhuǎn)化率=$\frac{轉(zhuǎn)化量}{起始量}$進(jìn)行列式計(jì)算；
（3）欲使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)且反應(yīng)速率加快改變的條件需要增大反應(yīng)物的濃度、增大壓強(qiáng)等措施；注意溫度降低平衡正向進(jìn)行，但速率減��；
（4）反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向進(jìn)行二氧化硫的轉(zhuǎn)化率減小，但達(dá)到平衡所需要的時(shí)間縮短，據(jù)此畫出曲線．

解答 解：（1）黃鐵礦（主要成分為FeS₂）其燃燒產(chǎn)物為SO₂和Fe₂O₃，1g FeS₂完全燃燒放出7.1kJ熱量，480gFeS₂完全燃燒放出3408kJ熱量，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：
4FeS₂（s）+11O₂（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃（s）+8SO₂（g）△H=-3408kJ/mol；
故答案為：4FeS₂（s）+11O₂（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃（s）+8SO₂（g）△H=-3408kJ/mol；
（2）將0.050molSO₂（g）和0.030molO₂（g）放入容積為1L的密閉容器中，反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g） 在一定條件下達(dá)到平衡，測得c（SO₃）=0.040mol/L．依據(jù)平衡三段式列式計(jì)算；
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始量（mol/L） 0.05 0.03 0
變化量（mol/L） 0.04 0.02 0.04
平衡量（mol/L）0.01 0.01 0.04
平衡常數(shù)=$\frac{0.04{\;}^{2}}{0.01{\;}^{2}×0.01}$=1.6×10³；
SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率=$\frac{0.04mol/L}{0.05mol/L}$×100%=80%；
故答案為：1.6×10³；80%；
（3）欲使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)且反應(yīng)速率加快；
A．向平衡混合物中充入Ar，容器中總壓增加，分壓不變，平衡不動(dòng)，故A不符合；
B．向平衡混合物中充入O₂，增大反應(yīng)物的濃度平衡正向進(jìn)行，反應(yīng)速率增大，故B符合；
C．改變反應(yīng)的催化劑，對平衡無影響，平衡不動(dòng)，故C不符合；
D．降低反應(yīng)的溫度，反應(yīng)速率減小，故D不符合；
故答案為：B；
（4）反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0，SO₂的轉(zhuǎn)化率在起始溫度T₁=673K下隨反應(yīng)時(shí)間（t）的變化如下圖，其他條件不變，僅改變起始溫度為T₂=723K，溫度升高，平衡逆向進(jìn)行，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率減小，但反應(yīng)速率增大，達(dá)到平衡需要的時(shí)間短，在圖中畫出溫度T₂下SO₂的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)時(shí)間變化的預(yù)期結(jié)果示意圖如圖所示；

故答案為：．

點(diǎn)評 本題考查了熱化學(xué)方程式書寫方法，化學(xué)平衡的定量計(jì)算，平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率概念的應(yīng)用，圖象分析畫法的分析應(yīng)用，題目難度中等．