Question

工业上可以利用反应I所示原理降低污染气体的排放，并回收燃煤痼气中的硫。反应I：2CO(g）+SO₂(g）2CO₂(g）+S(l） △H₁

（1）已知：反应Ⅱ：2CO₂(g） 2CO(g）+O₂(g） △H₂=+566.0kJmol^-1

反应Ⅲ：S(l）+O₂(g） SO₂(g） △H₃= -296.0kJmol^-1 则△H₁=______________。

（2）T℃时，将0.100 mol CO(g）和0.120 mol SO₂(g）充入2L恒容密闭容器中，发生反应I，各物质的物质的量随时间变化如下表所示。

①下列事实能说明该反应达到化学平衡状态的是________（填选项字母）。

A．容器内压强不再改变

B．每消耗2 mol CO₂，同时生成2mol CO

C．气体密度不再改变

D．v正( SO₂）=2v逆(CO₂）

②0～2 min内，用CO表示的该反应的平均速率v(CO）=________。平衡时，SO₂的转化率为________。

③T℃时，反应I的平衡常数K=_________。

④T℃时，将0.100 mol CO(g）和0.120 mol SO₂(g）充入容积为2L的恒压密闭容器中，反应达到平衡时，SO₂的转化率与原平衡（恒容）相比________。（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（3）L（L₁、L₂），X可分别代表压强或温度。下图表示t一定时，反应Ⅱ中CO(g）的体积分数随x的变化关系。2CO(g）+SO₂(g） 2CO₂(g）+S(l） △H₁<0

①X代表的物理量为 __________。

②判断L₁、L₂的大小关系，并简述理由：__________。

Answer

（1）—270kJ/mol（2分）；

（2）①AC（2分）；②7.5×10-3mol/（L·min）（2分），25%（2分）；

③50L/mol（2分）；④增大（2分）；

（3）①压强 （1分）；②L1>L2(或T1>T2），该反应正向为吸热反应，压强一定时，温度升高，反应向正向移动，CO的体积分数增大。 （2分）

【解析】

试题分析：（1）①CO(g）+O2(g）=CO2(g）△H=-566.0kJ•mol-1；②S(l）+ O2(g）=SO2(g）△H=-296.0kJ•mol-1；将方程式①-②，整理可得2CO(g）+SO2(g）2CO2(g）+S(l）△H1 =（-566.0KJ•mol-1）-（-296.0KJ•mol-1 ）=-270KJ•mol-1；（2）①A．该反应为气体体积减小的反应，所以若容器内压强不再改变，则说明反应处于平衡状态，正确；B．每消耗2molCO2，同时生成2molCO，都是指的逆反应速率大小，无法判断正逆反应速率是否相等，错误；C．恒容密闭容器中，该反应气体质量不守恒，所以气体密度不再改变，说明反应处于平衡状态，正确；D．根据反应速率之比等于计量数之比可知，v正(S02）=2v逆(C02），说明正逆反应速率不相等，错误；②根据V＝△c÷△t可知，0～2min内，用CO表示的该反应的平均速率V(CO）= (0.100mol− 0.07mol）÷2L÷2min=7.5×10-3mol/（L·min）；平衡时，S02 的转化率= [(0.12−0.09）mol÷0.12mol]×100%=25%；

③利用三段式计算，根据题中相关数据可知8分钟后达到平衡，据此计算得各物质的浓度

2CO(g） + SO2(g）2CO2（g）+S（1）

起始（mol/L） 0.05 0.06 0 0

转化（mol/L） 0.03 0.015 0.03

平衡（mol/L） 0.02 0.045 0.03

所以该反应的化学平衡常数K=；④由于该反应是气体体积减小的反应，所以恒压过程达到平衡时的压强比恒容过程达到平衡时的压强大，根据压强对平衡的影响可知，增大压强化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动，所以反应达到平衡时，S02 的转化率与原平衡相比增大；（3）①反应Ⅱ的正反应是气体体积增大的吸热反应，由图可知，X越大，CO(g）的体积分数越低，增加压强平衡向逆反应方向移动，则CO(g）的体积分数减小，则X表示压强；②由2CO(g）+SO2(g）2CO2(g）+S(l） △H1<0，升高温度，CO(g）的体积分数增大，所以T1>T2；压强大，平衡正向移动，CO(g）的体积分数减小，图中等压时L2对应的CO(g）的体积分数小，则温度L1＞L2 ，L1>L2(或T1>T2）；判断理由是该反应正向为吸热反应，压强一定时，温度升高，反应向正向移动，CO的体积分数增大。

考点：考查盖斯定律的应用、化学平衡影响因素分析判断、平衡常数的应用等知识。