Question

【題目】化學反應原理在科研和生產中有廣泛應用。

（1）用生物質熱解氣(主要成分為CO、CH4、H2)將SO2在一定條件下還原為單質硫進行煙氣脫硫。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將SO2還原為單質硫的熱化學方程式為________________________。

（2）CO可用于合成甲醇，一定溫度下，向體積為2 L的密閉容器中加入CO和H2，發生反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，5分鐘后達到平衡測得各組分物質的量如下：

物質	CO	H2	CH3OH
物質的量（mol）	1.8	2.0	1.2

①反應達到平衡時，CO的轉化率為_______，5分鐘內用H2表示的速率為________

②該反應的平衡常數K=__________。

③恒溫恒容條件下，可以說明反應已達到平衡狀態的是__________(填標號)。

A．v正(CO)=2v逆(H2) B．混合氣體的密度不變

C．混合氣體的平均相對分子質量不變 D．CO、H2的濃度之比為1:2

E.單位時間內，每生成1mol H2消耗2mol CH3OH

④若將容器體積壓縮到1L，則達到新平衡時c(H2)的取值范圍是_____________。

⑤若保持容器體積不變，再充入0.6 mol CO 和0.4 mol CH3OH，此時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，由蓋斯定律：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變 0.6 1.2 0.6

c平 0.9 1.0 0.6

①反應達到平衡時，CO的轉化率為0.6/1.5×100%=40%；5分鐘內用H2表示的速率為1.2mol·L－1/5min=0.24mol/（L·min）；②該反應的平衡常數K= ==2/3或0.67。③恒溫恒容條件下，可以說明反應已達到平衡狀態的是A、v正(CO)=v逆(H2)/2時處于平衡狀態，故A錯誤；B、反應前后都是氣體質量和容器的體積始終不變，混合氣體的密度不變，無法證明是否達到平衡，故B錯誤；C、混合氣體的平均相對分子質量=質量/總物質的量，只要平衡一移動，混合氣體的物質的量就改變，混合氣體的平均相對分子質量不變，說明達到平衡，故C正確；D、CO、H2的濃度之比始終保持為1:2，不能說明達到平衡，故D錯誤；E、單位時間內，每生成1mol H2消耗2mol CH3OH，速率比不等于方程式的計量數比，故E錯誤；故選C。④若將容器體積壓縮到1L，如若平衡不移動c(H2)的最大值為，則達到新平衡時c(H2)的取值范圍是2mol·L-1，加壓后平衡正向移動，氫氣的濃度減小，小于2mol·L-1，但比1mol·L-1大，即1mol·L- 1<c(H2)<2mol·L-1；⑤若保持容器體積不變，再充入0.6 mol CO 和0.4 mol CH3OH，Qc== 2/3或0.67=K，平衡不移動v正 =v逆。