Question

Ⅰ．恒溫，容積為1  L恒容條件下，硫可以發(fā)生如下轉化，其反應過程和能量關系如圖1所示(已知：2SO2(g)＋O2(g)  2SO3(g)    ΔH＝－196.6  kJ·mol－1)，請回答下列問題：

(1)寫出能表示硫的燃燒熱的熱化學方程式：______________________。

(2)ΔH₂＝__________kJ·mol^－1。

Ⅱ.工業(yè)上常利用醋酸和乙醇合成有機溶劑乙酸乙酯：

CH₃COOH(l)＋C₂H₅OH(l)  CH₃COOC₂H₅(l)＋H₂O(l)    ΔH＝－8.62  kJ·mol^－1

已知CH₃COOH、C₂H₅OH和CH₃COOC₂H₅的沸點依次為118  ℃、78  ℃和77  ℃。在其他條件相同時，某研究小組進行了多次實驗，實驗結果如圖所示。

(1)該研究小組的實驗目的是___________________________________。

(2)60  ℃下反應40  min與70  ℃下反應20  min相比，前者的平均反應速率________后者(填“小于”、“等于”或“大于”)。

(3)如圖所示，反應時間為40  min、溫度超過80  ℃時，乙酸乙酯產(chǎn)率下降的原因可能是_________________________________(寫出兩條)。

Ⅲ.煤化工中常需研究不同溫度下平衡常數(shù)、投料比及熱值等問題。

已知：CO(g)＋H₂O(g)  H₂(g)＋CO₂(g)平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表：

溫度/℃	400	500	800
平衡常數(shù)K	9.94	9	1

 

試回答下列問題：

(1)在800  ℃發(fā)生上述反應，以表中的物質的量投入恒容反應器，其中向正反應方向移動的有________(選填“A、B、C、D、E”)。

            n(CO)         n(H₂O)          n(H₂)          n(CO₂)

A          1                 5                    2                3

B          2                 2                    1                1

C          3                 3                    0                0

D          0.5              2                    1                1

E          3                 1                    2                1

(2)已知在一定溫度下，C(s)＋CO₂(g)  2CO(g)平衡常數(shù)為K；

①C(s)＋H₂O(g)  CO(g)＋H₂(g)        平衡常數(shù)為K₁；

②CO(g)＋H₂O(g)  H₂(g)＋CO₂(g)  平衡常數(shù)為K₂；

則K、K₁、K₂之間的關系是______________________________________。

 

Answer 1

【答案】

Ⅰ．(1)S(s)＋O₂(g)===SO₂(g)    ΔH＝－297  kJ·mol^－1（1分）

(2)－78.64（1分）

Ⅱ.(1)探究反應溫度、反應時間對乙酸乙酯產(chǎn)率的影響；（2分）

(2)小于（1分）

(3)反應可能已達平衡狀態(tài)，溫度升高平衡向逆反應方向移動；溫度過高，乙醇和乙酸大量揮發(fā)使反應物利用率下降（2分）

Ⅲ.(1)BCE（3分）

 (2)K＝K₁/K₂（1分）

【解析】

試題分析：Ⅰ．（1）根據(jù)燃燒熱的概念和圖像所給數(shù)據(jù)可以寫出表示硫的燃燒熱的熱化學方程式：

S(s)＋O₂(g)===SO₂(g)  ΔH＝－297  kJ·mol^－1

（2）根據(jù)2SO₂(g)＋O₂(g)  2SO₃(g)  ΔH＝－196.6  kJ·mol^－1和圖像中所給數(shù)據(jù)生成0.8molSO₃計算可得。

Ⅱ.  (1)  分析圖像可知該研究小組的實驗目的是探究反應溫度、反應時間對乙酸乙酯產(chǎn)率的影響；(2)本小題考查溫度對化學反應速率的影響：當其他條件相同時，溫度越高反應速率越快，所以60  ℃下反應40  min與70  ℃下反應20  min相比，前者的平均反應速率小于后者

（2）該反應為放熱反應，升溫平衡向逆向移動，C2H5OH的沸點為78  ℃，當溫度高于80  ℃，反應物乙醇氣化，濃度降低也使平衡向逆向移動

Ⅲ.  (1)由題給數(shù)據(jù)可知800  ℃該反應平衡常數(shù)K=1，利用濃度商規(guī)則Q與K的關系可知要想使反應向正反應方向進行則有Q<K，將題給數(shù)據(jù)帶入計算可得，選BCE。

（2）①—②得C(s)＋CO₂(g)  2CO(g)。所以K＝K₁/K₂

考點：考查燃燒熱的概念、熱化學方程式書寫、外界條件對化學反應速率和化學平衡的影響、平衡常數(shù)及數(shù)據(jù)圖像分析能力