Question

二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大气的主要污染物．综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一
（1）硫酸生产中，SO₂催化氧化生成SO₃：
2SO₂（g）+O₂（g）

催化剂

△

2SO₃（g）△H=-QkJ/mol
某温度下，将2.0mol SO₂和1.0mol O₂置于10L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强由1.0MPa降为0.7MPa；同时放出bkJ热量．
①判断该反应达到平衡状态的标志是

 

．（填字母）
A．SO₂和SO₃浓度相等           
B．SO₂百分含量保持不变
C．容器中气体的压强不变          
D．SO₃的生成速率与SO₂的消耗速率相等
②既能加快反应速率又能提高SO₂的转化率的措施是

 

．（填字母）
A．升高温度同时加入催化剂        
B．增大SO₂浓度同时升高温度
C．增大O₂浓度同时加入催化剂     
D．降温将SO₃从体系中分离出去
③该反应的平衡常数=

 

，b=

 

QkJ．
④若将平衡混合气体的10%通入过量的BaCl₂溶液，生成沉淀多少

 

g．
（2）在298K下，碳和铝的燃烧热分别为akJ/mol和bkJ/mol．又知一定条件下，铝能将碳从它的最高价氧化物中置换出来，若此置换反应生成3mol碳的单质，则该反应在298K下的热化学方程式为：

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,热化学方程式,化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断

专题：

分析：（1）①可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等（同种物质）或正逆反应速率之比等于系数之比（不同物质），平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，由此衍生的一些物理量不变，以此分析；
②正反应为气体体积减小的放热反应，从影响化学反应速率和影响平衡移动的因素考虑；
③气体压强之比等于物质的量之比，利用三段式法计算平衡浓度，据此计算平衡常数K和放热多少；
④据化学方程式计算；
（2）由题目信息可知，①4Al（s）+3O₂（g）═2Al₂O₃（s）△H=-4akJ/mol，②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-bkJ/mol，一定条件下，A的单质能将B从它的最高价氧化物中置换出来，发生反应：4Al+3CO₂

一定条件下  .

2Al₂O₃+3C，根据盖斯定律计算该反应的反应热．

解答： 解：（1）①A、平衡时浓度不变，不一定相等，故A错误；
B、浓度不变说明反应达到平衡状态，故B正确；
C、反应前后气体体积不同，压强不变说明反应达到平衡状态，故C正确；
D、生成三氧化硫和消耗二氧化硫都是正向进行，不能说明反应达到平衡状态，故D错误；
故答案为：BC；
②A、升温平衡逆向移动，不能增大转化率，故A错误；
B、增大二氧化硫浓度，二氧化硫转化率降低，故B错误；
C、增大氧气浓度同时加入催化剂，反应速率加快且二氧化硫转化率增大，故C正确；
D、降温将SO₃从体系中分离，反应速率减慢，故D错误；
故答案为：C；
③2SO₂（g）+O₂（g）

催化剂

△

2SO₃
起始浓度（mol/L）0.2      0.1          0   
转化浓度（mol/L）2x        x            2x
平衡浓度（mol/L）0.2-2x   0.1-x         2x
（0.2-2x+0.1-x+2x）：0.3=0.7：1，x=0.09，
K=

0.182

0.022×0.01

=8100；
1mol氧气反应放热QKJ，0.9mol氧气反应放热0.9QKJ，故答案为：8100；0.9；
④生成三氧化硫1.8mol，10%为0.18mol，通入氯化钡溶液生成硫酸钡沉淀0.18mol，质量为0.18mol×233g/mol=41.49g，故答案为：41.49；
（2）在298K下，Al、C的单质各1mol完全燃烧，分别放出热量a kJ和b kJ，则热化学方程式为：
①4Al（s）+3O₂（g）═2Al₂O₃（s）△H=-4bKJ/mol
②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-aKJ/mol
铝单质将碳从CO₂中置换出来生成3molC的单质的方程式为：4Al+3CO₂

一定条件  .

2Al₂O₃+3C，
由盖斯定律可知，①-②×3可得：4Al（s）+3CO₂（g）=2Al₂O₃（s）+3C（s），则△H=-4bkJ/mol-（-akJ/mol）×3=-（4b-3a）kJ/mol，
故答案为：4Al（s）+3CO₂（g）=3C（s）+2 Al₂O₃（s）△H=（3a-4b）kJ?mol^-1．

点评：本题考查了平衡状态判断、平衡移动和化学反应速率的影响因素以及三段式法计算和盖斯定律应用，题目难度大．