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一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收:2CO(g)+SO2(g)2C...

一定条件下通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收2CO(g)+SO2(g)满分5 manfen5.com2CO2(g)+S(l)H

(1)已知2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)H1=-566kJ/mol

S(l)+O2(g)=SO2(g)H2=-296kJ/mol则反应热H=__________kJ/mol

(2)一定温度下2L恒容密闭容器中通入2molCO1molSO2在催化剂作用下发生反应生成CO2(g)S(l)

①若反应进行到25min时测得CO2的体积分数为0.5。则前25min的反应速率v(CO)=__________

②若反应进行到40min时反应达到平衡状态此时测得容器中气体的密度比反应前减少了12.8g/L则CO的物质的量浓度c(CO)=__________化学平衡常数K=__________;

(3)若向2L恒容密闭容器中通入2molCO和1molSO2反应在不同条件下进行反应2CO(g)+SO2(g)满分5 manfen5.com2CO2(g)+S(l)。反应体系总压强随时间的变化如图所示。

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①图中三组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(CO)由大到小的次序为__________(填实验序号)与实验a相比c组改变的实验条件可能是__________;

②用P0表示开始时总压强P表示平衡时总压强α表示CO的平衡转化率α的表达式为__________

 

(1)-270(2)①0.024mol/(L·min)②0.2mol/L;160(3)①b>c>a;升高温度;② 【解析】 试题分析:(1)已知①2CO(g)+O2(g=)2CO2(g)△H1=-566kJ/mol, ②S(l)+O2(g)=SO2(g)△H2=-296kJ/mol,则根据盖斯定律可知 ①-②即得到反应2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l)的焓变△H=-566kJ/mol-(-296kJ/mol)=-270kJ/mol; (2)①设25min时生成二氧化碳的物质的量是xmol,则根据方程式2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l)可知消耗CO和二氧化硫的物质的量分别是xmol和0.5xmol,剩余CO和二氧化硫的物质的量分别是(2-x)mol、(1-0.5x)mol;反应进行到25min时测得二氧化碳的体积分数为0.5,则x/(2-x+1-0.5x+x)=0.5,解得x=1.2,因此消耗CO的浓度是=0.6mol/L,所以前25min的反应速率v(CO)==0.024mol/(L·min); ②反应进行到40min时反应达到平衡状态,此时测得容器中气体的密度比反应前减少了12.8g/L,这说明气体的质量减少了12.8g/L×2L=25.6g,即生成S的质量是25.6g,物质的量是=0.8mol,因此根据方程式可知消耗CO和二氧化硫的物质的量分别是1.6mol、0.8mol,生成二氧化碳是1.6mol,则CO的物质的量浓度c(CO)==0.2mol/L;二氧化硫和二氧化碳的浓度分别是0.1mol/L和0.8mol/L,又因为化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,则化学平衡常数K=160; (3)①由于恒温恒容下,压强之比等于气体物质的量之比,故相同时间内压强变化量越大,反应速率越快,由图可知,从开始到平衡时a、b、c压强变化分别为40kPa、40kPa、35kPa,所用时间分别为60min、40min、45min,每分钟内压强平均变化分别为2Pa/3、Pa、7Pa/9,故反应速率b>c>a;a、c相比c组的反应速率加快,平衡时c的压强变化相对较小,说明与a相比,平衡逆向移动,说明是温度升高: ②用α表示CO的平衡转化率,则参加反应CO为2αmol,根据方程式可知消耗二氧化硫是αmol,生成二氧化碳是2αmol,所以根据相同温度体积下,压强之比等于其物质的量之比,故3:(2-2α+1-α+2α)=P0:P,解得α=。 【考点定位】考查盖斯定律及其应用、化学平衡的影响因素和计算 【名师点晴】盖斯定律是指化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的;即化学反应热只与其反应的始态和终态有关,而与具体反应进行的途径无关;盖斯定律的基本使用方法:①写出目标方程式;②确定“过渡物质”(要消去的物质);③用消元法逐一消去“过渡物质”,平时要多练习,才能熟能生巧。化学平衡图像题的解题技巧:①紧扣特征,弄清可逆反应的正反应是吸热还是放热,体积增大、减小还是不变,有无固体、纯液体物质参与反应等。②先拐先平,在含量(转化率)—时间曲线中,先出现拐点的则先达到平衡,说明该曲线反应速率快,表示温度较高、有催化剂、压强较大等。③定一议二,当图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系,有时还需要作辅助线。④三步分析法,一看反应速率是增大还是减小;二看v正、v逆的相对大小;三看化学平衡移动的方向。  
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