Question

【题目】根据题意解答
（1）恒温，容积为1L恒容条件下，硫可以发生如下转化，其反应过程和能量关系如图所示（已知：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）△H=﹣196.6kJmol﹣1），请回答下列问题：
①写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式： ．
②在相同条件下，充入1mol SO3和0.5mol 的O2 ， 则达到平衡时SO3的转化率为；此时该反应（填“放出”或“吸收”）KJ的能量．
（2）①CO2可转化成有机物实现碳循环，在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2 ， 一定条件下反应：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H=﹣49.0kJmol﹣1 ， 测得CO2和CH3OH（g）浓度随时间变化如图所示．从3min到9min，v（H2）=molL﹣1min﹣1 ．
②能说明上述反应达到平衡状态的是（填编号）．
A．反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1：1（即图中交叉点）
B．混合气体的密度不随时间的变化而变化
C．单位时间内消耗3mol H2 ， 同时生成1mol H2O
D．CO2的体积分数在混合气体中保持不变
（3）工业上，CH3OH也可由CO和H2合成．参考合成反应CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）的平衡常数．下列说法正确的是

温度/℃	0	100	200	300	400
平衡常数	667	13	1.9×10﹣2	2.4×10﹣4	1×10﹣5

A.该反应正反应是放热反应
B.该反应在低温下不能自发进行，高温下可自发进行，说明该反应△S＜0
C.在T℃时，1L密闭容器中，投入0.1mol CO和0.2mol H2 ， 达到平衡时，CO转化率为50%，则此时的平衡常数为100
D.工业上采用稍高的压强（5MPa）和250℃，是因为此条件下，原料气转化率最高．

Answer 1

【答案】
（1）S（s）+O2（g）═SO2（g）△H=﹣297 KJ?mol﹣1；20%；吸收；19.66
（2）0.125；D
（3）ABC
【解析】解：（1）燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量，所以，硫的物质的量为1mol．由图1可知1molS（s）完全燃烧放出的热量为297KJ，所以，硫的燃烧热的热化学方程式S（s）+O2（g）═SO2（g）△H=﹣297 KJmol﹣1； 所以答案是：S（s）+O2（g）═SO2（g）△H=﹣297 KJmol﹣1；（2）根据图像所给的信息可知，反应2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）的平衡常数K= = = ，在相同条件下，充入1molSO3和0.5molO2 ， 设反应达到平衡时SO3转化了Xmol，则有：

	2SO2（g）+	O2（g）		2SO3（g）
初始：	0	0.5mol/L		1mol/L
变化：	Xmol/L	0.5mol/L		Xmol/L
平衡：	Xmol/L	（0.5+0.5X）mol/L		（1﹣X）mol/L

根据温度不变，平衡常数K的值不变可知：K= = 解得：X=0.2mol，故反应达到平衡时SO3的转化率为 =20%；三氧化硫消耗，说明反应从（1）的逆方向开始，故吸热；由热化学方程式2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）△H=﹣196.6kJmol﹣1可知，2SO3（g）2SO2（g）+O2（g）△H=﹣196.6kJmol﹣1即1molSO3分解吸收98.3KJ的热量，则0.2molSO3分解吸收的热量Q=98.3KJ×0.2=19.66KJ；
所以答案是：20%；吸收；19.66；（2）①由图像可知，3min﹣09min内二氧化碳浓度减少了0.25mol/L，则该时间段内氢气的浓度减少3×0.25mol/L=0.75mol/L，则v（H2）= =0.125mol/L；
所以答案是：0.125；
②A．反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1：1时，没有达到平衡状态，故A错误；
B．由于气体的总质量不变，容器的体积不变，则无论是否达到平衡状态，气体的密度都不变，故B错误；
C．化学反应速率之比等于化学计量数之比，无论是否达到平衡状态，都存在单位时间内每消耗3molH2 ， 同时生成1molH2O，故C错误；
D．CO2的体积分数在混合气体中保持不变，说明达到平衡状态，故D正确．
所以答案是：D；（3）A、依据平衡常数随温度变化和平衡移动原理分析判断，随温度升高平衡常数减小，正反应为放热反应，故A正确；
B、由A得正反应为放热反应，△H＜0，根据△G=△H﹣T△S＜0自发，△G=△H﹣T△S＞0非自发，又在低温下不能自发进行，高温下可自发进行，说明该反应△S＜0
， 故B正确；
C、结合平衡三段式列式计算，平衡常数等于生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积，

	CO（g）+	2H2（g）		CH3OH（g）
起始量（mol/L）	0.1	0.2		0
变化量（mol/L）	0.1×50%	0.1		0.05
平衡量（mol/L）	0.05	0.1		0.05

平衡常数K= =100，故C正确；
D、升温平衡逆向进行，此条件是催化剂活性最大，不是原料气的转化率高，故D错误；
故选ABC．
【考点精析】通过灵活运用化学平衡状态本质及特征和化学平衡状态的判断，掌握化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效）；状态判断：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不变④若A、B、C、D为气体，且m+n≠x+y，压强恒定⑤体系颜色不变⑥单位时间内某物质内化学键的断裂量等于形成量⑦体系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等即可以解答此题．