Question

（8分）近年来燃煤脱硫技术受到各界科研人员的重视，某脱硫技术涉及如下反应：

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

II  CaO(s) +3CO(g)+SO₂(g)CaS(s)+3CO₂(g) △H₂＝－394.0 kJ·mol^-l

（1）若用K₁、K₂分别表示反应I、II的化学平衡常数，则反应1/2CaSO₄(s)+2CO(g)1/2CaS(s)+2CO₂(g)的平衡常数K=_________（用含K₁、K₂的式子表示）

（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：

t/s	0	10	20	30	50
c(CO)mol/L	3	1.8	1.2	0.9	0.9

前20 s 内v(SO₂)＝__________mo1·L^－l·s^－l，平衡时CO的转化率为__________。

（3）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，对反应IICaO(s) +3CO(g) +SO₂ (g)CaS(s)+3CO₂(g)的影响，实验结果如图所示（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

（8分）（1）(K1·K2)1/2 （2分） （2）0.09 70%（每空1分）

（3）① c（1分）；②高于（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高于T1（2分）

【解析】

试题分析：（1）K1=；K2=；K=，K1∙K2=。所以K=(K1·K2)1/2。（2）在反应开始时，c(CO)=3mol/L，在第20s时，c(CO)=1.2mol/L，Δc(CO)=1.8mol/L。根据方程式CaSO4(s)+ CO(g) CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) 可知产生的c(SO2)=1.8mol/L，v(SO2)＝1.8mol/L÷20s=0.09mol/(L∙s)；物质CO在平衡时的浓度是0.9mol/L，改变浓度是2.1mol/L，所以平衡时CO的转化率为(2.1mol/L÷3mol/L)×100%=70%；（3）①在温度不变时，增大反应物的浓度，可以使其它反应物的浓度增大，而其本身的转化率降低。由于a、b、c三点的温度相同，而c点时CO的起始浓度相同，因此当它们在所处的平衡状态中，反应物SO2的转化率最高的是c点；②由于该反应的正反应是放热反应。升高温度平衡向逆反应方向移动，在图像中，温度在T2时CO2体积分数较低，故温度T2高于T1。

考点：考查化学平衡常数的关系、物质的转化率的计算与比较、反应温度的高低比较的知识。