Question

【題目】工業上將石灰石和硫煤混合使用，稱之為“固硫”，其反應原理為：2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)2CaSO4(s)+2CO2(g) △H1=akJ·mol-1。

已知：CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s) △H2=bkJ·mol-1；

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H3=ckJ·mol-1。

請回答下列問題：

（1）CaSO4(s)CaO(s)+SO3(g)△H=___kJ·mol-1(用a、b、c表示)。

（2）T1℃時，向某恒容密閉容器中通入一定量的CO2和足量CaO發生反應：CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s)，CO2的濃度隨時間變化如圖所示：

①0～8min，v(CO2)=___。

②t1min時，若保持其他條件不變，壓縮容器體積至原來的，t2min重新達到平衡，請在圖中畫出CO2的濃度自條件改變至新平衡的變化曲線___。

（3）T2℃時，向某密閉容器中通入2molSO2和1molO2發生反應：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H3=ckJ·mol-1。

①若該容器為恒壓密閉容器，下列選項可判斷反應已達平衡狀態的是___。

A.混合氣體的密度不再改變

B混合氣體的壓強不再改變

C.相同時間內，每斷裂0.1molO=O鍵，同時生成0.2molSO3

D.混合氣體的平均相對分子質量不再改變

②若該容器為2L的恒容密閉容器，達平衡時SO3的體積分數為40%，則O2的轉化率為___，T2℃時該反應的平衡常數K=___。

③反應達到②中的平衡狀態后，保持反應溫度和O2的濃度不變，增大容器體積，則平衡將___(填“正向”、“逆向”或“不“)移動，原因為___。

Answer 1

【答案】 0.05mol·L－1·min－1 AD 50% 4 不 ，保持O2濃度不變，擴大容器體積，SO2、SO3濃度同等程度的減小，則Qc=K，平衡不移動

【解析】

(1)巳知反應①2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)2CaSO4(s)+2CO2(g)△H1=akJ·mol-1；

②CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s) △H2=bkJ·mol-1；

③2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H3=ckJ·mol-1。

結合蓋斯定律：×③-②-×①可得反應CaSO4(s)CaO(s)+SO3(g)，則△H=×③-②-×①=×c-b-×a=；

(2)①CO2的濃度從0.8mol·L－1降低到0.4mol·L－1，變化了0.4mol·L－1，則；

②壓縮體積至原來的的瞬間CO2的濃度增加一倍，從0.4mol·L－1變成0.8mol·L－1，該反應的平衡常數為，溫度不變，平衡常數不變，則CO2的濃度不變，達到新的平衡時CO2的濃度仍為04mol·L－1，則圖像為；

(3)①A．該反應為氣體分子數改變的反應，且該容器為恒壓密閉容器，則反應過程中體積改變，氣體質量不變，則氣體密度會發生變化，則混合氣體的密度不再改變可以說明平衡，A正確；

B．該容器為恒壓密閉容器，體系壓強恒定，則混合氣體的壓強不再改變不能說明平衡狀態，B錯誤；

C．相同時間內，每斷裂0.1molO＝O鍵，同時生成0.2molSO3的反應方向相同，不能說明平衡狀態，C錯誤；

D．該反應氣體質量不變，但氣體物質的量改變，則平均相對分子質量為變化值，則混合氣體的平均相對分子質量不再改變可以說明平衡狀態，D正確；

答案為：AD；

②利用三等式求轉化率和平衡常數，設O2轉化了xmol，有

平衡時，SO3的體積分數為40%，有，得x=0.5，則O2的轉化率；容器的體積為2L，則平衡常數；

③因為平衡常數，保持O2濃度不變，且原平衡c(SO3)=c(SO2)，擴大容器體積，SO2、SO3濃度同等程度的減小，不變，則Qc=K，平衡不移動。答案：不

，保持O2濃度不變，擴大容器體積，SO2、SO3濃度同等程度的減小，則Qc=K，平衡不移動。