Question

17．處理含CO、SO₂煙道氣污染的一種方法，是將其在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為單質(zhì)S（g）．發(fā)生反應(yīng)為：
2CO（g）+SO₂（g）?S（g）+2CO₂（g）
（1）已知：①CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H₁=-283.0kJ•mol^-1
②S（g）+O₂（g）═SO₂（g）△H₂=-296.0kJ•mol^-1
試計(jì)算2CO（g）+SO₂（g）?S（g）+2CO₂（g）△H=-270kJ•mol^-1．
（2）在容積為2L的密閉容器中，充入4mol CO和2mol SO₂，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：2CO（g）+SO₂（g）?S（g）+2CO₂（g），CO₂的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化如圖所示：
①0～2min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（CO）=0.75mol•L^-1•min^-1．
②2min后改變下列條件能使上述反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正向移動(dòng)的是D
A．選用更高效的催化劑　　B．升高溫度
C．及時(shí)分離出二氧化碳    D．增加SO₂的濃度
③相同溫度下，若開(kāi)始加入CO和SO₂的物質(zhì)的量是原來(lái)的2倍，則B是原來(lái)的2倍．
A．達(dá)到平衡的時(shí)間         B．CO的平衡濃度
C．平衡常數(shù)               D．平衡時(shí)SO₂的轉(zhuǎn)化率．

Answer 1

分析 （1）①CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0KJ•mol^-1
②S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H=-296.0KJ•mol^-1
將方程式①×2-②得2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g），根據(jù)蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)的焓變；
（2）根據(jù)圖象，反應(yīng)平衡時(shí)二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)為50%，則設(shè)0-2min內(nèi)的消耗SO₂為xmol，
根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式：2CO（g）+SO₂（g）?S（g）+2CO₂（g），
                   開(kāi)始：4       2        0      0
                   轉(zhuǎn)化：2x      x        x      2x
                   平衡：4-2x     2-x      x       2x   
則根據(jù)平衡時(shí)二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)為50%，有$\frac{2x}{6}$=50%，則x=1.5mol，
①根據(jù)反應(yīng)速率V=$\frac{△c}{△t}$進(jìn)行計(jì)算；
②a．選用更高效的催化劑，反應(yīng)速率增大，但平衡不移動(dòng)；
b．升高溫度，反應(yīng)速率增大，但平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)；
c．及時(shí)分離出二氧化碳，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，但反應(yīng)速率減小；
d．增加SO₂的濃度，反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)
③A．反應(yīng)物物質(zhì)的量增加，濃度增大，反應(yīng)速率加快；
B、物質(zhì)的量加倍，體積不變，各組分的濃度會(huì)加倍；
C、溫度不變，平衡常數(shù)不變；
D、物質(zhì)的量加倍，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，增加反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率．

解答 解：（1）①CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0KJ•mol^-1
②S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H=-296.0KJ•mol^-1
將方程式①×2-②得2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g）△H=（-283.0KJ•mol^-1）×2-（-296.0KJ•mol^-1）=-270KJ•mol^-1，熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g）△H=-270kJ•mol^-1，
故答案為：-270 kJ•mol^-1；
（2）①根據(jù)圖象，反應(yīng)平衡時(shí)二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)為50%，則設(shè)0-2min內(nèi)的消耗SO₂為xmol，
根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式：2CO（g）+SO₂（g）?S（g）+2CO₂（g），
                   開(kāi)始：4       2        0      0
                   轉(zhuǎn)化：2x      x        x      2x
                   平衡：4-2x     2-x      x       2x   
則根據(jù)平衡時(shí)二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)為50%，有$\frac{2x}{6}$=50%，則x=1.5mol；
①0-2min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（CO）=$\frac{\frac{3}{2}}{2}$ mol•L^-1•min^-1=0.75 mol•L^-1•min^-1，故答案為：0.75 mol•L^-1•min^-1；
②A．選用更高效的催化劑，反應(yīng)速率增大，但平衡不移動(dòng)，故錯(cuò)誤；
B．升高溫度，反應(yīng)速率增大，但平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，故錯(cuò)誤；
C．及時(shí)分離出二氧化碳，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，但反應(yīng)速率減小，故錯(cuò)誤；
D．增加SO₂的濃度，反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，故正確；
故選D；
③A、反應(yīng)物物質(zhì)的量增加，濃度增大，反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡時(shí)間比原來(lái)縮短，故錯(cuò)誤；
B、壓強(qiáng)增大平衡正向移動(dòng)，CO的平衡濃度為原來(lái)的2倍，故正確；
C、平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變，平衡常數(shù)不變，故錯(cuò)誤；
d．增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)，平衡時(shí)SO₂的轉(zhuǎn)化率增加，小于原來(lái)的2倍，故錯(cuò)誤．
故選B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查綜合考查化學(xué)反應(yīng)與能量變化、化學(xué)平衡的計(jì)算及其平衡移動(dòng)的判斷，注意掌握三段式法進(jìn)行計(jì)算的方法，試題有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力，提高學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力及化學(xué)計(jì)算能力，注意鍵能與反應(yīng)熱的計(jì)算關(guān)系，題目難度中．