Question

工業(yè)上研究燃料脫硫的過程中，涉及如下反應：

CaSO₄（s）+CO（g） CaO（s）+SO₂（g）+CO₂（g）,K₁，△H₁= 218．4 kJ·mol^-l（反應I）

CaSO₄（s）+2CO（g） CaS（s）+2CO₂（g），K₂，△H₂= -87.8 kJ·mol^-l（反應II）

（1）反應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I，測得數(shù)據(jù)如下：

前100 s 內v（SO₂）= mo1·L^-1·s^－l，平衡時CO的轉化率為 。

（3）若只研究反應II，在不同條件下其反應能量變化如下圖所示：圖中曲線a到曲線b的措施是________，恒溫恒容時，下列說法能說明反應Ⅱ到達平衡狀態(tài)的是____ 。

A．體系中氣體的平均摩爾質量不再改變

B．v（CO）=v（CO₂）

C．CO的轉化率達到了最大限度

D．體系內氣體壓強不再發(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的量[用n（CO）表示]對CaO（s）+3CO（g）+SO₂（g） CaS（s）+3CO₂（g）反應的影響，實驗結果如右圖所示（圖中T表示溫度）：

①比較在a、b、c三點所處的平衡狀態(tài)中，反應物SO₂的轉化率最高的是____ 。

②圖像中T₂ T₁（填“高于”、“低于”、“等于”或“無法確定”）：判斷的理由是____ 。

Answer 1

【知識點】化學反應速率、化學平衡的移動  G1  G2  G5

【答案解析】（1）－394kJ/mol  (2分)     （2分）

（2）0.009（1分）  60%（2分）

（3）使用催化劑（1分），AC（2分）

（4）① c  （2分）②低于（1分）  該反應為放熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向移動，CO₂體積分數(shù)降低，故T₂低于T₁（2分） 

 解析：(1)根據(jù)蓋斯定律△H=2△H₂－△H₁=－87.8 kJ·mol^-l×2－218．4 kJ·mol^-l=－394kJ/mol ；

；

（2）前100 s 內v（SO₂）=v（CO）=mo1·L^-1·s^－l，

平衡時CO的轉化率為：.

（3）因為催化劑能降低反應的活化能，不改變平衡，△H不變，所以曲線a到曲線b的措施是使用催化劑；

        只要能夠證明正反應速率等于逆反應速率的說法就能說明反應到達平衡狀態(tài)。

   A．假設平衡右移，體系中氣體的平均摩爾質量增大，左移體系中氣體的平均摩爾質量減小，而體系中氣體的平均摩爾質量不再改變說明平衡不再移動。

   B．沒有指明正反應速率還是逆反應速率，不能證明正反應速率等于逆反應速率。

   C．CO的轉化率達到了最大限度，即平衡不再移動，能說明反應到達平衡狀態(tài)。

   D．方程式兩邊氣體分子數(shù)相等，平衡移動時體系內氣體壓強也不變，所以體系內氣體壓強不再發(fā)生變化不能說明反應到達平衡狀態(tài)。

（4）①增加一氧化碳物質的量，平衡右移，反應物SO₂的轉化率增加，所以SO₂的轉化率最高的是C。

   ②該反應為放熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向移動，CO₂體積分數(shù)降低，故T₂低于T₁。

【思路點撥】本題考查了化學反應速率、化學平衡的移動，加強知識的理解靈活解答。