Question

（15分）工业上研究燃料脱硫的过程中，涉及如下反应：

    CaSO₄（s）+CO（g）CaO（s）+SO₂（g）+CO₂（g）,K₁，△H₁= 218.4 kJ·mol^-l（反应I）

    CaSO₄（s）+2CO（g）CaS（s）+2CO₂（g），K₂，△H₂= -87.8 kJ·mol^-l（反应II）

（1）反应CaO（s）+3CO（g）+SO₂(g)CaS（s）+3CO₂（g）的△H=              ；平衡常数K=____            （用K₁，K₂表示）。

（2）某温度下在一密闭容器中若只发生反应I，测得数据如下：

前100 s 内v（SO₂）=          mo1·L^-1·s^－l，平衡时CO的转化率为                 。

（3）若只研究反应II，在不同条件下其反应能量变化如下图所示：图中曲线a到曲线b的措施是________，恒温恒容时，下列说法能说明反应Ⅱ到达平衡状态的是____      。

A．体系中气体的平均摩尔质量不再改变

B．v（CO）=v（CO₂）

C．CO的转化率达到了最大限度

D．体系内气体压强不再发生变化

（4）某科研小组研究在其它条件不变的情况下，改变起始一氧化碳物质的量[用n（CO）表示]对CaO（s）+3CO（g）+SO₂（g）CaS(s)+3CO₂（g）反应的影响，实验结果如右图所示（图中T表示温度）：

①比较在a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物SO₂的转化率最高的是

____    。

②图像中T₂     T₁（填“高于”、“低于”、“等于”或“无法确定”）：判断的

    理由是____                      。

Answer

（1）－394kJ/mol (2分) （2分）；（2）0.009（1分） 60%（2分）；

（3）使用催化剂（1分），A、C（2分）

（4）① c （2分）②低于（1分） 该反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，CO2体积分数降低，故T2低于T1（2分）

【解析】

试题分析：（1）II×2－I整理可得：CaO（s）+3CO（g）+SO2(g)CaS（s）+3CO2（g）的△H=－394kJ/mol； K1=； K2=；K=;所以K=。（2）在反应I中，前100 s 内v（CO）=(2-1.1)mol/L÷100s=0.009mol/(L·s)，v（SO2）== v（CO）=0.009mol/(L·s)；平衡时CO的转化率为[（2-0.8）÷2]×100%=60%；（3）若只研究反应II，在不同条件下其反应能量变化如图所示，由于降低了反应的活化能，反应热没有变化，所以图中曲线a到曲线b的措施是加入了催化剂；A．由于反应前后气体的质量发生了变化，而气体的物质的量不变，所以若体系中气体的平均摩尔质量不再改变，则气体的质量不再发生变化，反应达到平衡状态，正确；B．因为在方程式是两种气体的方程式的系数相同，所以在任何时刻都存在v（CO）=v（CO2），因此不能作为判断反应达到平衡的标志，错误；C．反应物CO达到平衡时其的转化率达到了最大限度，正确；D．由于容器的容积不变，反应前后气体的体积相等，所以在任何时刻都存在体系内气体压强不再发生变化，故不能作为判断反应达到平衡状态的标志，错误；(4)①根据图像可知a、b、c三点同一温度下不同的n(CO)开始投入量的所处的平衡状态中，由于CO越大，c(CO)就越大，增大反应物的浓度，可以提高其它反应物的转化率，所以这三点中反应物SO2的转化率最高的是c点；②由于反应CaO（s）+3CO（g）+SO2(g)CaS（s）+3CO2（g）的△H=－394kJ/mol，即该反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，CO2体积分数降低，故T2低于T1。

考点：考查盖斯定律的应用、化学平衡常数的表达与比较、化学平衡状态的判断、不同反温度的比较化学反应速率和物质平衡转化率的计算的知识。