Question

【题目】C、N、S的氧化物常会造成一些环境问题，科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的不利影响。

(1)已知：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g) ΔH1=－566kJ/molS(l)＋O2(g)=SO2(g) ΔH2=－296kJ/mol

一定条件下，可以通过CO与SO2反应生成S(1)和一种无毒的气体，实现燃煤烟气中硫的回收，写出该反应的热化学方程式_______________________________。

(2)在500℃下合成甲醇的反应原理为：

CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)；在1L的密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，压强为p0 kpa，测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。(可逆反应的平衡常数可以用平衡浓度计算，也可以用平衡分压Kp代替平衡浓度，计算分压=总压×物质的量分数)

①0~4min，H2的平均反应速率v(H2)=________mol·L1·min1。

②CO2平衡时的体积分数为______________，该温度下Kp为_________kPa-2_(用含有p0的式子表示，小数点后保留1位)。

③下列能说明该反应已达到平衡状态的是______________。

A．v正(CH3OH)=3v逆(H2)

B．CO2、H2、CH3OH和H2O浓度之比为1∶3∶1∶1

C．恒温恒压下，气体的体积不再变化

D．恒温恒容下，气体的密度不再变化

④500℃、在2个容积都是2L的密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：

容器	容器甲	容器乙
反应物起始投入量	1mol CO2，3mol H2	0.5mol CO2，1mol H2 1mol CH3OH，1mol H2O
CH3OH的平衡浓度/mol·L1	C1	C2

则乙容器中反应起始向________(填“正反应”或“逆反应”)方向进行；c1_________(填“>”“<”或“=”)c2。

Answer 1

【答案】2CO(g)＋SO2(g)=S(l)＋2CO2(g) ΔH=－270kJ/mol 0.375 10% 256/3p02 C 逆反应 <

【解析】

（1）根据原子守恒，CO与SO2反应生成S（1）和一种无毒的气体是CO2，化学方程式为2CO（g）+SO2（g）=S（l）+2CO2（g），利用题给两个热化学方程式结合盖斯定律进行求算。

（2）①结合计算；
②反应进行到15min时，各组分浓度不变，此时达到平衡状态，根据三段式计算各物理量；
③达到平衡时，正逆反应速率相等，且各物质的浓度不变，以此判断是否平衡状态；
④可根据曲线图算出反应的平衡常数，将容器甲的投料归到右边相当于是1mol甲醇和1mol水蒸气；

：（1）根据原子守恒，生成的无毒气体是二氧化碳，发生的反应为2CO（g）+SO2（g）=S（l）+2CO2（g）。将题给两个热化学方程式由上至下依次编号为①和②，根据盖斯定律①-②可得所求反应的热化学方程式，即2CO（g）+SO2（g）=S（l）+2CO2（g）△H=-566kJ/mol-（-296kJ/mol）=-270kJ/mol。
故答案为：2CO（g）+SO2（g）=S（l）+2CO2（g）△H=-270kJ/mol；

（2）①0～4 min，CO的浓度减少了0.5mol/L，则氢气的浓度减少了1.5mol/L，H2的平均反应速率v（H2）=1.5mol/L÷4min=0.375molL-1min-1，

故答案为：0.375；

②反应

CO2平衡时的体积分数等于浓度百分比，即，起始时充入1 mol CO2和3 mol H2，压强为p0 ，平衡时，气体总物质的量为2.5mol，压强为0.625p0 ，

，

故答案为：10%；256/3p02；

③A．v正（CH3OH）=3v逆（H2）说明正逆反应速率不相等，故不能说明反应已达平衡，故A错误；
B．CO2、H2、CH3OH和H2O浓度之比为1：3：1：1，与投料有关，不能说明反应已达平衡，故B错误；
C．恒温恒压下，气体的体积不再变化，说明反应已达平衡，故C正确；
D．恒温恒容下，气体的密度不是一个变量，当其不再变化，不能说明反应达到平衡，故D错误；
故答案为：C；

④容器乙Qc==8，可根据曲线图算出反应的平衡常数=5.3，Qc＞K，平衡逆向进行。将容器甲的投料归到右边相当于是1mol甲醇和1mol水蒸气，所以最终平衡时c1＜c2，
故答案为：逆反应；＜；