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= 218．4 kJ·mol^-l（反应I）

CaSO₄（s）+2CO（g） CaS（s）+2CO₂（g），K₂，△H₂= -87.8 kJ·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：

前100 s 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下图所示：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，实验结果如右图所示（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图像中T₂ T₁（填“高于”、“低于”、“等于”或“无法确定”）：判断的理由是____ 。

Answer 1

【知识点】化学反应速率、化学平衡的移动  G1  G2  G5

【答案解析】（1）－394kJ/mol  (2分)     （2分）

（2）0.009（1分）  60%（2分）

（3）使用催化剂（1分），AC（2分）

（4）① c  （2分）②低于（1分）  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（2分） 

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

；

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

平衡时CO的转化率为：.

（3）因为催化剂能降低反应的活化能，不改变平衡，△H不变，所以曲线a到曲线b的措施是使用催化剂；

        只要能够证明正反应速率等于逆反应速率的说法就能说明反应到达平衡状态。

   A．假设平衡右移，体系中气体的平均摩尔质量增大，左移体系中气体的平均摩尔质量减小，而体系中气体的平均摩尔质量不再改变说明平衡不再移动。

   B．没有指明正反应速率还是逆反应速率，不能证明正反应速率等于逆反应速率。

   C．CO的转化率达到了最大限度，即平衡不再移动，能说明反应到达平衡状态。

   D．方程式两边气体分子数相等，平衡移动时体系内气体压强也不变，所以体系内气体压强不再发生变化不能说明反应到达平衡状态。

（4）①增加一氧化碳物质的量，平衡右移，反应物SO₂的转化率增加，所以SO₂的转化率最高的是C。

   ②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。

【思路点拨】本题考查了化学反应速率、化学平衡的移动，加强知识的理解灵活解答。