Question

【題目】硫及其化合物對人類的生產和生活有著重要的作用。

（1）重晶石（BaSO4）高溫煅燒可發生一系列反應，其中部分反應如下：

BaSO4(s)＋4C(s)=BaS(s)＋4CO(g) ΔH＝＋571.2kJ·mol－1

BaS(s)=Ba(s)＋S(s) ΔH＝＋460kJ·mol－1

已知：O2(g)＋2C(s)=2CO(g) ΔH＝－221kJ·mol－1，

寫出O2氧化Ba(s)和S(s)至BaSO4的熱化學方程式___________________。

（2）一定條件下，通過下列反應可實現燃煤煙氣中硫的回收：2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l) △H<0。若向2L恒容密閉容器中通入2molCO和1molSO2，反應在不同條件下進行上述反應，反應體系總壓強隨時間的變化如圖所示

①與實驗a相比，c組改變的實驗條件可能是______________，判斷的依據是______________________。

②用P0表示開始時總壓強，P表示平衡時總壓強，用α表示SO2的平衡轉化率，則α的表達式為______________________。

（3）二氧化硫在一定條件下還可以發生如下反應：

SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH=－42kJ·mol－1。

在1 L 恒容密閉容器中充入SO2(g) 和NO2 (g)，所得實驗數據如下：

實驗 編號	溫度	起始時物質的量/mol		平衡時物質的量/mol
		n(SO2)	n(NO2)	n(NO)
甲	T1	0.80	0.20	0.18
乙	T2	0.20	0.80	0.16
丙	T2	0.20	0.30	a

①實驗甲中，若2 min 時測得放出的熱量是4.2 kJ，則0~2 min時間內，用SO2 (g)表示的平均反應速率υ(SO2)＝__________，該溫度下的平衡常數為______________。

②實驗丙中，達到平衡時，NO2的轉化率為_______________。

③由表中數據可推知，T1_____T2（填“＞”“＜”或“＝”），判斷的理由是____________________。

Answer 1

【答案】 Ba(s)＋S(s)＋2O2(g) = BaSO4(s) ΔH＝－1473.2kJmol－1 升高溫度 實驗c與a相比，反應速率快，平衡向逆反應方向移動（其他合理答案也給分） 0.05 mol·L－1·min－1 2.613 40% ＜ T1時，該反應的平衡常數K1＝2.613，T2時，該反應的平衡常數K2＝1，該反應正反應為放熱反應，所以T1＜T2。（其他合理答案也給分）

【解析】試題分析： (1)根據蓋斯定律書寫O2氧化Ba(s)和S(s)至BaSO4的熱化學方程式； (2)同體積、同物質的量，溫度越高壓強越大，實驗c，反應速率快；根據同溫、同體積，壓強與物質的量成正比分析；(3) ①根據2 min 時放出的熱量是4.2 kJ，可計算消耗SO2的物質的量；根據表格數據，利用三段式計算平衡常數；②乙、丙溫度相同，根據平衡常數相同計算丙中NO2的轉化率為；根據甲、乙的平衡常數判斷T1、T2的大小；

解析：①BaSO4(s)＋4C(s) = BaS(s)＋4CO(g)ΔH＝＋571.2kJ·mol－1

②BaS(s) = Ba(s)＋S(s)ΔH＝＋460kJ·mol－1

③O2(g)＋2C(s)=2CO(g)ΔH＝－221kJ·mol－1，根據蓋斯定律，③×2－①－②得 O2氧化Ba(s)和S(s)至BaSO4的熱化學方程式Ba(s)＋S(s)＋2O2(g) = BaSO4(s) ΔH＝－1473.2kJmol－1 ；（2）同體積、同物質的量，溫度越高壓強越大，根據圖示，實驗c，反應速率快，平衡向逆反應方向移動；所以c改變的條件是升高溫度； ；

，x=3 ，SO2的平衡轉化率是（3）÷1×100%=；

(3) 2 min 時放出的熱量是4.2 kJ，根據熱化學方程式，消耗SO2的物質的量 ；則用SO2 (g)表示的平均反應速率υ(SO2)＝ 0.05 mol·L－1·min－1，

。

甲的平衡常數為 2.613；

乙的平衡常數

乙的平衡常數為 1；

設丙中二氧化硫的轉化量為a

乙、丙溫度相同，平衡常數相同，

a = 0.12，

二氧化硫的轉化率=0.12÷0.2×100%=60%；

③正反應放熱，升高溫度平衡逆向移動，平衡常數減小，甲的平衡常數大于乙的平衡常數，，T1<T2。