Question

（15分）硫及其化合物对人类的生产和生活有着重要的作用。

（1）重晶石（BaSO₄）高温煅烧可发生一系列反应，其中部分反应如下：

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

BaS(s) ===Ba(s)＋S(s)   ΔH＝＋460 kJ·mol^－1

已知：O₂(g)＋2C(s) ===2CO(g)   ΔH＝－221 kJ·mol^－1，写出O₂氧化Ba(s)和S(s)至BaSO₄的热化学方程式      。

（2）2SO₂(g)＋O₂₍g)2SO₃(g)  ΔH＝－198 kJ·mol^－1是制备硫酸的重要反应。在容积为V L的密闭容器中起始充入2 mol SO₂和1 mol O₂，反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。与实验a 相比，实验b 改变的条件是    ，判断的依据            。

（3）二氧化硫在一定条件下还可以发生如下反应：

SO₂ (g) + NO₂ (g)SO₃ (g) + NO (g) ΔH=－42 kJ·mol^－1。在1 L 恒容密闭容器中充入SO₂(g) 和NO₂ (g)，所得实验数据如下：

实验 编号	温度	起始时物质的量/mol	平衡时物质的量/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实验甲中，若2 min 时测得放出的热量是4.2 kJ，则0~2 min时间内，用SO₂ (g)表示的平均反应速率υ(SO₂)＝           。

②实验丙中，达到平衡时，NO₂的转化率为          。

③由表中数据可推知，T₁     T₂（填“＞”“＜”或“＝”），判断的理由是        。

Answer

（共15分）（1）Ba(s)＋S(s)＋2O2(g) ===BaSO4(s) ΔH＝－1473.2kJ·mol－1（2分）

（2）升高温度（2分）；实验b与a相比，反应速率快，平衡向逆反应方向移动（其他合理答案也给分）（2分）

（3）①0.05 mol·L－1·min－1（2分）②40%（2分）③＜（2分）；T1时，该反应的平衡常数K1＝2.613，T2时，该反应的平衡常数K2＝1，该反应正反应为放热反应，所以T1＜T2。（其他合理答案也给分）（3分）

【解析】

试题分析：（1）已知：①BaSO4 (s)＋4C(s) ===BaS(s)＋4CO (g) ΔH＝＋571.2 kJ·mol－1②BaS(s) ===Ba(s)＋S(s) ΔH＝＋460 kJ·mol－1③O2(g)＋2C(s) ===2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol－1，根据盖斯定律：①-②+③×2得O2氧化Ba(s)和S(s)至BaSO4的热化学方程式为Ba(s)＋S(s)＋2O2(g) ===BaSO4(s) ΔH＝－1473.2kJ·mol－1；（2）根据2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－198 kJ·mol－1的特点分析题给图像知与实验a 相比，实验b改变的条件是升高温度，判断的依据实验b与a相比，反应速率快，平衡向逆反应方向移动；（3）①实验甲中，若2 min 时测得放出的热量是4.2 kJ，根据反应SO2 (g) + NO2 (g)SO3 (g) + NO (g) ΔH=－42 kJ·mol－1知参加反应的SO2的物质的量为0.1mol，则0~2 min时间内，用SO2 (g)表示的平均反应速率υ(SO2)＝△n(SO2)/V△t=0.05 mol·L－1·min－1；②根据实验乙数据计算温度为T2时该反应的化学平衡常数，K=[ NO][ SO3]/[ SO2][ NO2]=1,实验丙和实验乙温度相同，平衡常数相同，设转化的NO2为a，则a2/（0.20-a）（0.30-a）=1，解得a=0.12，达到平衡时，NO2的转化率为40%；③由表中数据可推知，T1＜T2，判断的理由是T1时，该反应的平衡常数K1＝2.613，T2时，该反应的平衡常数K2＝1，该反应正反应为放热反应，所以T1＜T2。

考点：考查热化学方程式的书写、盖斯定律，化学反应速率和化学平衡。