Question

【題目】一氧化碳和二氧化硫是用途廣泛的化工基礎原料。

（1）已知：C（s）＋O2（g）＝CO2（g） △H1＝– 393.5 kJ·mol – 1

C（s）＋CO2（g）＝2CO（g） △H2＝＋172.5 kJ·mol – 1

S（s）＋O2（g）＝SO2（g） △H3＝– 296.0 kJ·mol – 1

已知某反應的平衡常數，據以上信息，請寫出該反應的熱化學反應方程式：________________。

（2）工業上用一氧化碳制取氫氣的反應為：CO（g）＋H2O（g） CO2（g）＋H2（g），已知420℃時，該反應的化學平衡常數為9.0。如果反應開始時，在2 L的密閉容器中充入CO和H2O的物質的量都是0.60 mol，5 min末達到平衡，則此時CO的轉化率為______，H2的化學反應速率為_____。

（3）工業利用反應2SO2（g）＋O2（g） 2SO3（g）制硫酸，一定條件下，將1molSO2與2molO2置于恒容密閉容器中發生上述反應，下列能說明反應達到平衡狀態的是______

a 體系壓強保持不變

b 混合氣體密度保持不變

c SO2和O2的物質的量保持不變

d 每消耗1 mol SO3的同時，生成0.5 mol O2

Answer 1

【答案】SO2（g）＋2CO（g） 2CO2（g）＋S（s） △H＝－270kJ·mol-1； 75% 0.045mol·L-1·min-1 a、c

【解析】

(1)已知某反應的平衡常數，則該反應的方程式為SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(s)，根據蓋斯定律結合已知方程式計算反應熱；
(2)根據所給反應的平衡常數，利用三段式法計算濃度變化值結合公式計算；
(3)學反應達到化學平衡狀態時，正逆反應速率相等，且不等于0，各物質的濃度不再發生變化，由此衍生的一些物理量不發生變化，以此進行判斷；

(1)已知某反應的平衡常數，則該反應的方程式為SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(s)，

①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJmol -1
②C(s)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJmol -1
③S(s)+O2(g)=SO2(g)△H3=-296.0kJmol -1，
由蓋斯定律①-②-③可得SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(s) △H=-270kJmol-1；
故答案為：SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(s) △H=-270kJmol-1；

(2)設參加反應的CO的濃度為x

，解得x=0.225mol/L，所以CO的轉化率α(CO)=

×100%=75%，氫氣反應速率v(H2)==0.045mol/(Lmin)，故答案為：75%；0.045mol/(Lmin)；

(3)a．反應前后氣體的體積不等，故容器總壓強隨時間改變，當壓強不再隨著時間變化時，即達到化學平衡狀態，故a正確；
b．總質量不變，體積不變，故混合氣體的密度始終不變，所以不能作為判斷是否達到化學平衡狀態的依據，故b錯誤；
c．起始SO2和O2的物質的量之比為1:2，而反應過程中按照2:1的比例進行反應，所以SO2和O2的物質的量之比不變時說明反應達到平衡，故c正確；
d．每消耗1mol SO3為逆反應速率，同時，生成0.5mol O2也為逆反應速率，任一時刻不同物質表示的同一方向速率之比等于計量數之比，故d錯誤；故答案為：ac；