Question

二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大氣的主要污染物．綜合治理其污染是環(huán)境化學當前的重要研究內(nèi)容之一
（1）硫酸生產(chǎn)中，SO₂催化氧化生成SO₃：
2SO₂（g）+O₂（g）

催化劑

△

2SO₃（g）△H=-QkJ/mol
某溫度下，將2.0mol SO₂和1.0mol O₂置于10L密閉容器中，反應達平衡后，體系總壓強由1.0MPa降為0.7MPa；同時放出bkJ熱量．
①判斷該反應達到平衡狀態(tài)的標志是

 

．（填字母）
A．SO₂和SO₃濃度相等           
B．SO₂百分含量保持不變
C．容器中氣體的壓強不變          
D．SO₃的生成速率與SO₂的消耗速率相等
②既能加快反應速率又能提高SO₂的轉(zhuǎn)化率的措施是

 

．（填字母）
A．升高溫度同時加入催化劑        
B．增大SO₂濃度同時升高溫度
C．增大O₂濃度同時加入催化劑     
D．降溫將SO₃從體系中分離出去
③該反應的平衡常數(shù)=

 

，b=

 

QkJ．
④若將平衡混合氣體的10%通入過量的BaCl₂溶液，生成沉淀多少

 

g．
（2）在298K下，碳和鋁的燃燒熱分別為akJ/mol和bkJ/mol．又知一定條件下，鋁能將碳從它的最高價氧化物中置換出來，若此置換反應生成3mol碳的單質(zhì)，則該反應在298K下的熱化學方程式為：

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,熱化學方程式,化學平衡的影響因素,化學平衡狀態(tài)的判斷

專題：

分析：（1）①可逆反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等（同種物質(zhì)）或正逆反應速率之比等于系數(shù)之比（不同物質(zhì)），平衡時各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理量不變，以此分析；
②正反應為氣體體積減小的放熱反應，從影響化學反應速率和影響平衡移動的因素考慮；
③氣體壓強之比等于物質(zhì)的量之比，利用三段式法計算平衡濃度，據(jù)此計算平衡常數(shù)K和放熱多少；
④據(jù)化學方程式計算；
（2）由題目信息可知，①4Al（s）+3O₂（g）═2Al₂O₃（s）△H=-4akJ/mol，②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-bkJ/mol，一定條件下，A的單質(zhì)能將B從它的最高價氧化物中置換出來，發(fā)生反應：4Al+3CO₂

一定條件下  .

2Al₂O₃+3C，根據(jù)蓋斯定律計算該反應的反應熱．

解答： 解：（1）①A、平衡時濃度不變，不一定相等，故A錯誤；
B、濃度不變說明反應達到平衡狀態(tài)，故B正確；
C、反應前后氣體體積不同，壓強不變說明反應達到平衡狀態(tài)，故C正確；
D、生成三氧化硫和消耗二氧化硫都是正向進行，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故D錯誤；
故答案為：BC；
②A、升溫平衡逆向移動，不能增大轉(zhuǎn)化率，故A錯誤；
B、增大二氧化硫濃度，二氧化硫轉(zhuǎn)化率降低，故B錯誤；
C、增大氧氣濃度同時加入催化劑，反應速率加快且二氧化硫轉(zhuǎn)化率增大，故C正確；
D、降溫將SO₃從體系中分離，反應速率減慢，故D錯誤；
故答案為：C；
③2SO₂（g）+O₂（g）

催化劑

△

2SO₃
起始濃度（mol/L）0.2      0.1          0   
轉(zhuǎn)化濃度（mol/L）2x        x            2x
平衡濃度（mol/L）0.2-2x   0.1-x         2x
（0.2-2x+0.1-x+2x）：0.3=0.7：1，x=0.09，
K=

0.182

0.022×0.01

=8100；
1mol氧氣反應放熱QKJ，0.9mol氧氣反應放熱0.9QKJ，故答案為：8100；0.9；
④生成三氧化硫1.8mol，10%為0.18mol，通入氯化鋇溶液生成硫酸鋇沉淀0.18mol，質(zhì)量為0.18mol×233g/mol=41.49g，故答案為：41.49；
（2）在298K下，Al、C的單質(zhì)各1mol完全燃燒，分別放出熱量a kJ和b kJ，則熱化學方程式為：
①4Al（s）+3O₂（g）═2Al₂O₃（s）△H=-4bKJ/mol
②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-aKJ/mol
鋁單質(zhì)將碳從CO₂中置換出來生成3molC的單質(zhì)的方程式為：4Al+3CO₂

一定條件  .

2Al₂O₃+3C，
由蓋斯定律可知，①-②×3可得：4Al（s）+3CO₂（g）=2Al₂O₃（s）+3C（s），則△H=-4bkJ/mol-（-akJ/mol）×3=-（4b-3a）kJ/mol，
故答案為：4Al（s）+3CO₂（g）=3C（s）+2 Al₂O₃（s）△H=（3a-4b）kJ?mol^-1．

點評：本題考查了平衡狀態(tài)判斷、平衡移動和化學反應速率的影響因素以及三段式法計算和蓋斯定律應用，題目難度大．