Question

工业上研究燃料脱硫的过程中，涉及如下反应：
CaSO₄（s）+CO（g）?CaO（s）+SO₂（g）+CO₂（g），K₁，△H₁=218.4kJ?mol^-l（反应Ⅰ）

1

2

CaSO₄（s）+2CO（g）?

1

2

CaS（s）+2CO₂（g），K₂，△H₂=-87，8kJ?mol^-l（反应Ⅱ）
（1）反应CaO（s）+3CO（g）+SO₂（g）?CaS（s）+3CO₂（g）的△H=

 

；平衡常数K=

 

（用K₁，_K2表示）．
（2）某温度下在一密闭容器中若只发生反应I，测得数据如下：

t/s	0	50	100	150	200
C（CO）/mol．L-	2	1.5	1.1	0.8	0.8

前100s 内v（SO₂）=

 

mo1?L^-1?s^-l，平衡时CO的转化率为

 

．
（3）若只研究反应Ⅱ，在不同条件下其反应能量变化如图1所示：图中曲线a到曲线b的措施是

 

，恒温恒容时，下列说法能说明反应Ⅱ到达平衡状态的是

 

．
A．体系中气体的平均摩尔质量不再改变
B．v（CO）=v（CO₂）
C．CO的转化率达到了最大限度
D．体系内气体压强不再发生变化
（4）某科研小组研究在其它条件不变的情况下，改变起始一氧化碳物质的 量[用n（CO）表示]对CaO（s）+3CO（g）+SO₂（g）    CaS（s）+3CO₂（g）反应的影响，实验结果如2图所示（图中T表示温度）：
①比较在a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物SO₂的转化率最高的是

 

．
②图象中T₂

 

T₁（填“高于”、“低于”、“等于”或“无法确定”）：判断的理由是

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡的影响因素

专题：化学平衡专题

分析：（1）依据盖斯定律结合热化学方程式计算得到所需热化学方程式，书写反应的平衡常数表达式计算得到平衡常数关系；
（2）依据化学平衡三段式列式计算，反应速率v=

△c

△t

计算得到，转化率=

消耗量

起始量

×100%；
（3）根据催化剂是通过降低反应的活化能来加快化学反应速率的，活化能越低，催化的效果越好，反应速率越大；化学平衡标志是正逆反应速率相同，各组分含量保持不变；
（4）①依据图象分析，随一氧化碳量的增加，平衡正向进行，二氧化硫的转化率增大；
②据平衡移动原理，反应是放热反应，温度越高，平衡逆向进行，三氧化硫含量减小．

解答： 解：（1）①CaSO₄（s）+CO（g）?CaO（s）+SO₂（g）+CO₂（g），K₁，△H₁=218.4kJ?mol^-l（反应Ⅰ）
②

1

2

CaSO₄（s）+2CO（g）?

1

2

CaS（s）+2CO₂（g），K₂，△H₂=-87.8kJ?mol^-l（反应Ⅱ）
依据盖斯定律计算②×2-①反应CaO（s）+3CO（g）+SO₂（g）?CaS（s）+3CO₂（g）△H=-394kJ/mol；
K₁=

c(CO2)c(SO2)

c(CO)

K₂=

c2(CO2)

c2(CO)

K₃=

c3(CO2)

c3(CO)c(SO2)

计算得到：K₃=

K22

K1

故答案为：-394kJ/mol，

K22

K1

；
（2）CaSO₄（s）+CO（g）?CaO（s）+SO₂（g）+CO₂（g）
起始量（mol/L）           2                0        0
变化量（mol/L）         0.9               0.9      9.9
100s量（mol/L）         1.1               0.9       0.9
前100s 内v（SO₂）=

0.9mol/L

100s

=0.009mol/L?s；
150°C达到平衡状态，平衡时CO的转化率=

2mol/L-0.8mol/L

2mol/L

×100%=60%；
故答案为：0.009，60%；
（3）催化剂是通过降低反应的活化能来加快化学反应速率的，改变反应途径，不改变化学平衡，所以图中改变条件是加入催化剂，反应Ⅱ是气体体积不变的放热反应，结合平衡移动原理分析；
A．反应前后气体质量变化，物质的量不变，体系中气体的平均摩尔质量不再改变说明反应达到平衡状态，故A正确；
B．v（CO）=v（CO₂）只能说明反应速率之比等于化学方程式系数之比，为正反应速率之比，不能说明反应达到平衡状态，故B错误；
C．CO的转化率达到了最大限度，一定条件下反应达到平衡状态，故C正确；
D．反应前后气体体积不变，体系内气体压强始终不变，不能说明反应达到平衡状态，故D错误；
故答案为：使用催化剂，AC；
（4）①依据图象分析，随一氧化碳量的增加，二氧化硫的转化率增大，c点最大；
故答案为：c；
②依据平衡移动原理，反应是放热反应，温度越高，平衡逆向进行，三氧化硫含量减小，所以T₁＞T₂，
故答案为：低于，该反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，CO₂体积分数降低，故T₂低于T₁；

点评：本题考查了热化学方程式书写，化学反应速率，平衡常数，转化率计算应用，平衡标志判断，掌握基础是关键，题目难度中等．