Question

【题目】化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。

（1）用生物质热解气(主要成分为CO、CH4、H2)将SO2在一定条件下还原为单质硫进行烟气脱硫。已知：

①C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5 kJ·mol-1

②CO2(g)+C(s)=2CO(g) △H2= + 172.5 kJ·mol-1

③S(s)+O2(g)=SO2(g) △H3=- 296.0 kJ·mol-1

CO将SO2还原为单质硫的热化学方程式为________________________。

（2）CO可用于合成甲醇，一定温度下，向体积为2 L的密闭容器中加入CO和H2，发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，5分钟后达到平衡测得各组分物质的量如下：

物质	CO	H2	CH3OH
物质的量（mol）	1.8	2.0	1.2

①反应达到平衡时，CO的转化率为_______，5分钟内用H2表示的速率为________

②该反应的平衡常数K=__________。

③恒温恒容条件下，可以说明反应已达到平衡状态的是__________(填标号)。

A．v正(CO)=2v逆(H2) B．混合气体的密度不变

C．混合气体的平均相对分子质量不变 D．CO、H2的浓度之比为1:2

E.单位时间内，每生成1mol H2消耗2mol CH3OH

④若将容器体积压缩到1L，则达到新平衡时c(H2)的取值范围是_____________。

⑤若保持容器体积不变，再充入0.6 mol CO 和0.4 mol CH3OH，此时v正 __________v逆(填“ >” < ”或“= ”)。

Answer 1

【答案】 2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g) △H=-270 kJ·mol-1 40% 0.24mol/（L·min） 2/3或0.67 C 1mol·L- 1<c(H2)<2mol·L-1 =

【解析】（1）①C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5 kJ·mol-1，②CO2(g)+C(s)=2CO(g) △H2= + 172.5 kJ·mol-1，③S(s)+O2(g)=SO2(g) △H3=- 296.0 kJ·mol-1，由盖斯定律：①-②-③，2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g) △H=-270 kJ·mol-1；

(2) CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

c始 1.5 2.2

c变 0.6 1.2 0.6

c平 0.9 1.0 0.6

①反应达到平衡时，CO的转化率为0.6/1.5×100%=40%；5分钟内用H2表示的速率为1.2mol·L－1/5min=0.24mol/（L·min）；②该反应的平衡常数K= ==2/3或0.67。③恒温恒容条件下，可以说明反应已达到平衡状态的是A、v正(CO)=v逆(H2)/2时处于平衡状态，故A错误；B、反应前后都是气体质量和容器的体积始终不变，混合气体的密度不变，无法证明是否达到平衡，故B错误；C、混合气体的平均相对分子质量=质量/总物质的量，只要平衡一移动，混合气体的物质的量就改变，混合气体的平均相对分子质量不变，说明达到平衡，故C正确；D、CO、H2的浓度之比始终保持为1:2，不能说明达到平衡，故D错误；E、单位时间内，每生成1mol H2消耗2mol CH3OH，速率比不等于方程式的计量数比，故E错误；故选C。④若将容器体积压缩到1L，如若平衡不移动c(H2)的最大值为，则达到新平衡时c(H2)的取值范围是2mol·L-1，加压后平衡正向移动，氢气的浓度减小，小于2mol·L-1，但比1mol·L-1大，即1mol·L- 1<c(H2)<2mol·L-1；⑤若保持容器体积不变，再充入0.6 mol CO 和0.4 mol CH3OH，Qc== 2/3或0.67=K，平衡不移动v正 =v逆。