Question

【題目】C、N、S的氧化物常會(huì)造成一些環(huán)境問題，科研工作者正在研究用各種化學(xué)方法來消除這些物質(zhì)對(duì)環(huán)境的不利影響。

(1)已知：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g) ΔH1=－566kJ/molS(l)＋O2(g)=SO2(g) ΔH2=－296kJ/mol

一定條件下，可以通過CO與SO2反應(yīng)生成S(1)和一種無毒的氣體，實(shí)現(xiàn)燃煤煙氣中硫的回收，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_______________________________。

(2)在500℃下合成甲醇的反應(yīng)原理為：

CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)；在1L的密閉容器中，充入1mol CO2和3mol H2，壓強(qiáng)為p0 kpa，測(cè)得CO2(g)和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。(可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計(jì)算，也可以用平衡分壓Kp代替平衡濃度，計(jì)算分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))

①0~4min，H2的平均反應(yīng)速率v(H2)=________mol·L1·min1。

②CO2平衡時(shí)的體積分?jǐn)?shù)為______________，該溫度下Kp為_________kPa-2_(用含有p0的式子表示，小數(shù)點(diǎn)后保留1位)。

③下列能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是______________。

A．v正(CH3OH)=3v逆(H2)

B．CO2、H2、CH3OH和H2O濃度之比為1∶3∶1∶1

C．恒溫恒壓下，氣體的體積不再變化

D．恒溫恒容下，氣體的密度不再變化

④500℃、在2個(gè)容積都是2L的密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容，測(cè)得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

容器	容器甲	容器乙
反應(yīng)物起始投入量	1mol CO2，3mol H2	0.5mol CO2，1mol H2 1mol CH3OH，1mol H2O
CH3OH的平衡濃度/mol·L1	C1	C2

則乙容器中反應(yīng)起始向________(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向進(jìn)行；c1_________(填“>”“<”或“=”)c2。

Answer 1

【答案】2CO(g)＋SO2(g)=S(l)＋2CO2(g) ΔH=－270kJ/mol 0.375 10% 256/3p02 C 逆反應(yīng) <

【解析】

（1）根據(jù)原子守恒，CO與SO2反應(yīng)生成S（1）和一種無毒的氣體是CO2，化學(xué)方程式為2CO（g）+SO2（g）=S（l）+2CO2（g），利用題給兩個(gè)熱化學(xué)方程式結(jié)合蓋斯定律進(jìn)行求算。

（2）①結(jié)合計(jì)算；
②反應(yīng)進(jìn)行到15min時(shí)，各組分濃度不變，此時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)，根據(jù)三段式計(jì)算各物理量；
③達(dá)到平衡時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，且各物質(zhì)的濃度不變，以此判斷是否平衡狀態(tài)；
④可根據(jù)曲線圖算出反應(yīng)的平衡常數(shù)，將容器甲的投料歸到右邊相當(dāng)于是1mol甲醇和1mol水蒸氣；

：（1）根據(jù)原子守恒，生成的無毒氣體是二氧化碳，發(fā)生的反應(yīng)為2CO（g）+SO2（g）=S（l）+2CO2（g）。將題給兩個(gè)熱化學(xué)方程式由上至下依次編號(hào)為①和②，根據(jù)蓋斯定律①-②可得所求反應(yīng)的熱化學(xué)方程式，即2CO（g）+SO2（g）=S（l）+2CO2（g）△H=-566kJ/mol-（-296kJ/mol）=-270kJ/mol。
故答案為：2CO（g）+SO2（g）=S（l）+2CO2（g）△H=-270kJ/mol；

（2）①0～4 min，CO的濃度減少了0.5mol/L，則氫氣的濃度減少了1.5mol/L，H2的平均反應(yīng)速率v（H2）=1.5mol/L÷4min=0.375molL-1min-1，

故答案為：0.375；

②反應(yīng)

CO2平衡時(shí)的體積分?jǐn)?shù)等于濃度百分比，即，起始時(shí)充入1 mol CO2和3 mol H2，壓強(qiáng)為p0 ，平衡時(shí)，氣體總物質(zhì)的量為2.5mol，壓強(qiáng)為0.625p0 ，

，

故答案為：10%；256/3p02；

③A．v正（CH3OH）=3v逆（H2）說明正逆反應(yīng)速率不相等，故不能說明反應(yīng)已達(dá)平衡，故A錯(cuò)誤；
B．CO2、H2、CH3OH和H2O濃度之比為1：3：1：1，與投料有關(guān)，不能說明反應(yīng)已達(dá)平衡，故B錯(cuò)誤；
C．恒溫恒壓下，氣體的體積不再變化，說明反應(yīng)已達(dá)平衡，故C正確；
D．恒溫恒容下，氣體的密度不是一個(gè)變量，當(dāng)其不再變化，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故D錯(cuò)誤；
故答案為：C；

④容器乙Qc==8，可根據(jù)曲線圖算出反應(yīng)的平衡常數(shù)=5.3，Qc＞K，平衡逆向進(jìn)行。將容器甲的投料歸到右邊相當(dāng)于是1mol甲醇和1mol水蒸氣，所以最終平衡時(shí)c1＜c2，
故答案為：逆反應(yīng)；＜；