Question

处理含CO、SO₂烟道气污染的一种方法，是将其在催化剂作用下转化为单质S（g）．发生反应为：2CO（g）+SO₂（g）?S（g）+2CO₂（g）
（1）已知：CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0kJ?mol^-1
S（g）+O₂（g）=SO₂（g）△H=-296.0kJ?mol^-1
试写出利用上述方法处理烟道气的热化学方程式

 

（2）在容积为2L的密闭容器中，充入4molCO和2molSO₂，在一定条件下发生反应2CO（g）+SO₂（g）?S（g）+2CO₂（g），CO₂的物质的量分数随时间的变化如图所示，则：
①0-2min内的平均反应速率v（CO）=

 

．
②该温度下，上述反应的平衡常数K=

 

（填数值）．
③2min后改变下列条件能使上述反应的反应速率增大，且平衡向正向移动的是

 

a．选用更高效的催化剂  b．升高温度  c．及时分离出二氧化碳  d．增加SO₂的浓度．

Answer 1

考点：产物的百分含量随浓度、时间的变化曲线,用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡的影响因素

专题：

分析：（1）利用盖斯定律进行书写；
（2）根据图象，反应平衡时二氧化碳的体积分数为50%，则设0-2min内的消耗SO₂为xmol，
根据反应的化学反应方程式：2CO（g）+SO₂（g）?S（g）+2CO₂（g），
                   开始：4       2        0      0
                   转化：2x      x        x      2x
                   平衡：4-2x     2-x      x       2x   
则根据平衡时二氧化碳的体积分数为50%，有

2x

6

=50%，则x=1.5mol，
①根据反应速率V=

△c

△t

进行计算；
②因为反应前后系数相等，所以平衡常数K=物质的量的幂次方之比；
③a．选用更高效的催化剂，反应速率增大，但平衡不移动；
b．升高温度，反应速率增大，但平衡向逆反应移动；
c．及时分离出二氧化碳，平衡向正反应移动，但反应速率减小；
d．增加SO₂的浓度，反应速率增大，平衡向正反应移动．

解答： 解：（1）①CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0KJ?mol^-1
②S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H=-296.0KJ?mol^-1
将方程式①×2-②得2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g）△H=（-283.0KJ?mol^-1）×2-（-296.0KJ?mol^-1）=-270KJ?mol^-1，热化学反应方程式为：2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g）△H=-270KJ?mol^-1，
故答案为：2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g）△H=-270KJ?mol^-1；
（2）根据图象，反应平衡时二氧化碳的体积分数为50%，则设0-2min内的消耗SO₂为xmol，
根据反应的化学反应方程式：2CO（g）+SO₂（g）?S（g）+2CO₂（g），
                   开始：4       2        0      0
                   转化：2x      x        x      2x
                   平衡：4-2x     2-x      x       2x   
则根据平衡时二氧化碳的体积分数为50%，有

2x

6

=50%，则x=1.5mol，
①0-2min内的平均反应速率v（CO）=

3 2

2

=0.75 mol?L^-1?min^-1，故答案为：0.75 mol?L^-1?min^-1；
②因为反应前后系数相等，所以平衡常数K=

1.5×3 2

12×0.5

=27，故答案为：27；
③a．选用更高效的催化剂，反应速率增大，但平衡不移动，故a错误；
b．升高温度，反应速率增大，但平衡向逆反应移动，故b错误；
c．及时分离出二氧化碳，平衡向正反应移动，但反应速率减小，故c错误；
d．增加SO₂的浓度，反应速率增大，平衡向正反应移动，故d正确；
故选：d．

点评：本题考查了化学平衡的计算及其平衡移动的判断，题目难度中等，注意掌握三段式法进行计算的方法，试题有利于培养学生的逻辑推理能力，提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力及化学计算能力．