Question

已知CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：

温度/℃	700	800	830	1000	1200
平衡常数	1.7	1.1	1.0	0.6	0.4

回答下列问题：

（1）该反应的△H__________0（填“＜”“＞”“=”）；

（2）830℃时，向一个5L的密闭容器中充入0.20mol的CO和0.80mol的H₂O，反应初始6s内CO的平均反应速率v（CO）=0.003mol•L^-1•s^-1，则6S末CO₂的物质的量浓度为__________；反应经一段时间后，达到平衡后CO的转化率为__________；

（3）判断该反应是否达到平衡的依据为_______（填正确选项前的字母）；

a．压强不随时间改变               b．气体的密度不随时间改变

c．c（CO）不随时间改变           d．单位时间里生成CO和H₂的物质的量相等

（4）已知1000℃时，要使CO的转化率超过90%，则起始物c（H₂O）：c（CO）应不低于__________；

（5）已知CO可用于制备很多物质：

2CO（g）+SO₂（g）═S（g）+2CO₂（g）△H=+8.0kJ•mol^-1

2H₂（g）+SO₂（g）═S（g）+2H₂O（g）△H=+90.4kJ•mol^-1

2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-556.0kJ•mol^-1

2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6kJ•mol^-1

请写出S（g）与O₂（g）反应生成SO₂（g）热化学方程式_______________；

Answer

（1）＜ （2） 0.018mol/L 80%（3）cd （4） 14.4

（5）S（g）+O2（g）=SO2（g）△H=-574.0kJmol-1

【解析】

试题分析：（1）由表中数据可知，温度越高平衡常数越小，说明升高温度平衡向逆反应移动，故正反应是放热反应，即△H＜0；

（2）反应初始6s内A的平均反应速率v（CO）=0.003mol•L-1•s-1，则6s内c（CO2）=△c（CO）=0.003mol•L-1•s-1×6s=0.018mol/L，CO的起始浓度为=0.04mol/L，

设平衡时A的浓度变化量为x，则：

CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）

开始（mol/L）：0.04 0.16 0 0

变化（mol/L）：x x x x

平衡（mol/L）：0.04-x 0.16-x x x

故，解得x=0.032mol/L，

所以平衡时A的转化率为×100%=80%；

（3）a．该反应前后气体的物质的量不变，压强始终不变，故压强不随时间改变，不能说明到达平衡，故a错误；b．混合气体的总质量不变，容器的容积不变，故混合气体的密度始终不变，故气体的密度不随时间改变，不能说明到达平衡，故b错误；c．可逆反应到达平衡时，各组分的浓度不发生变化，故c（CO）不随时间改变，说明到达平衡，故c正确；d．单位时间里生成CO和H2的物质的量相等，正反应速率等于逆反应速率，说明到达平衡，故d正确，

故答案为cd；

（4）设CO、H2O的起始浓度分别为x、y，且CO的转化率为90%，则：

CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）

起始浓度（mol•L-1） x y 0 0

转化浓度（mol•L-1） 0.9x 0.9x 0.9x 0.9x

平衡浓度（mol•L-1） 0.1x y-0.9x 0.9x 0.9x

K==0.6，得：=14.4；

（5）根据盖斯定律：S（g）+O2（g）=SO2（g）可由已知反应（③+④-①-②）/2得到，则S（g）与O2（g）反应生成SO2（g）热化学方程式为：S（g）+O2（g）=SO2（g）△H=-574.0kJmol-1。

【考点定位】考查化学平衡计算、平衡常数计算、化学反应速率、平衡状态判断

【名师点晴】化学平衡状态判断通常根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态；据此答题。