Question

Ⅰ．恒温，容积为1  L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1所示(已知：2SO2(g)＋O2(g)  2SO3(g)    ΔH＝－196.6  kJ·mol－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)ΔH₂＝__________kJ·mol^－1。

Ⅱ.工业上常利用醋酸和乙醇合成有机溶剂乙酸乙酯：

CH₃COOH(l)＋C₂H₅OH(l)  CH₃COOC₂H₅(l)＋H₂O(l)    ΔH＝－8.62  kJ·mol^－1

已知CH₃COOH、C₂H₅OH和CH₃COOC₂H₅的沸点依次为118  ℃、78  ℃和77  ℃。在其他条件相同时，某研究小组进行了多次实验，实验结果如图所示。

(1)该研究小组的实验目的是___________________________________。

(2)60  ℃下反应40  min与70  ℃下反应20  min相比，前者的平均反应速率________后者(填“小于”、“等于”或“大于”)。

(3)如图所示，反应时间为40  min、温度超过80  ℃时，乙酸乙酯产率下降的原因可能是_________________________________(写出两条)。

Ⅲ.煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题。

已知：CO(g)＋H₂O(g)  H₂(g)＋CO₂(g)平衡常数随温度的变化如下表：

温度/℃	400	500	800
平衡常数K	9.94	9	1

 

试回答下列问题：

(1)在800  ℃发生上述反应，以表中的物质的量投入恒容反应器，其中向正反应方向移动的有________(选填“A、B、C、D、E”)。

            n(CO)         n(H₂O)          n(H₂)          n(CO₂)

A          1                 5                    2                3

B          2                 2                    1                1

C          3                 3                    0                0

D          0.5              2                    1                1

E          3                 1                    2                1

(2)已知在一定温度下，C(s)＋CO₂(g)  2CO(g)平衡常数为K；

①C(s)＋H₂O(g)  CO(g)＋H₂(g)        平衡常数为K₁；

②CO(g)＋H₂O(g)  H₂(g)＋CO₂(g)  平衡常数为K₂；

则K、K₁、K₂之间的关系是______________________________________。

 

Answer 1

【答案】

Ⅰ．(1)S(s)＋O₂(g)===SO₂(g)    ΔH＝－297  kJ·mol^－1（1分）

(2)－78.64（1分）

Ⅱ.(1)探究反应温度、反应时间对乙酸乙酯产率的影响；（2分）

(2)小于（1分）

(3)反应可能已达平衡状态，温度升高平衡向逆反应方向移动；温度过高，乙醇和乙酸大量挥发使反应物利用率下降（2分）

Ⅲ.(1)BCE（3分）

 (2)K＝K₁/K₂（1分）

【解析】

试题分析：Ⅰ．（1）根据燃烧热的概念和图像所给数据可以写出表示硫的燃烧热的热化学方程式：

S(s)＋O₂(g)===SO₂(g)  ΔH＝－297  kJ·mol^－1

（2）根据2SO₂(g)＋O₂(g)  2SO₃(g)  ΔH＝－196.6  kJ·mol^－1和图像中所给数据生成0.8molSO₃计算可得。

Ⅱ.  (1)  分析图像可知该研究小组的实验目的是探究反应温度、反应时间对乙酸乙酯产率的影响；(2)本小题考查温度对化学反应速率的影响：当其他条件相同时，温度越高反应速率越快，所以60  ℃下反应40  min与70  ℃下反应20  min相比，前者的平均反应速率小于后者

（2）该反应为放热反应，升温平衡向逆向移动，C2H5OH的沸点为78  ℃，当温度高于80  ℃，反应物乙醇气化，浓度降低也使平衡向逆向移动

Ⅲ.  (1)由题给数据可知800  ℃该反应平衡常数K=1，利用浓度商规则Q与K的关系可知要想使反应向正反应方向进行则有Q<K，将题给数据带入计算可得，选BCE。

（2）①—②得C(s)＋CO₂(g)  2CO(g)。所以K＝K₁/K₂

考点：考查燃烧热的概念、热化学方程式书写、外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响、平衡常数及数据图像分析能力