Question

工业上将石灰石和硫煤混合使用，称之为“固硫”，其反应原理为：2CaCO₃(s)+2SO₂(g)+O₂(g)2CaSO₄(s)+2CO₂(g)   △H₁=akJ·mol^-1。

已知：CaO(s)+CO₂(g)CaCO₃(s)   △H₂=bkJ·mol^-1；

2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)   △H₃=ckJ·mol^-1。

请回答下列问题：

（1）CaSO₄(s)CaO(s)+SO₃(g)△H=___kJ·mol^-1(用a、b、c表示)。

（2）T₁℃时，向某恒容密闭容器中通入一定量的CO₂和足量CaO发生反应：CaO(s)+CO₂(g)CaCO₃(s)，CO₂的浓度随时间变化如图所示：

①0～8min，v(CO₂)=___。

②t₁min时，若保持其他条件不变，压缩容器体积至原来的，t₂min重新达到平衡，请在图中画出CO₂的浓度自条件改变至新平衡的变化曲线___。

（3）T₂℃时，向某密闭容器中通入2molSO₂和1molO₂发生反应：2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)   △H₃=ckJ·mol^-1。

①若该容器为恒压密闭容器，下列选项可判断反应已达平衡状态的是___。

A.混合气体的密度不再改变

B混合气体的压强不再改变

C.相同时间内，每断裂0.1molO=O键，同时生成0.2molSO₃

D.混合气体的平均相对分子质量不再改变

②若该容器为2L的恒容密闭容器，达平衡时SO₃的体积分数为40%，则O₂的转化率为___，T₂℃时该反应的平衡常数K=___。

③反应达到②中的平衡状态后，保持反应温度和O₂的浓度不变，增大容器体积，则平衡将___(填“正向”、“逆向”或“不“)移动，原因为___。

Answer

0.05mol·L－1·min－1 AD 50% 4 不 ，保持O2浓度不变，扩大容器体积，SO2、SO3浓度同等程度的减小，则Qc=K，平衡不移动

【解析】

(1)巳知反应①2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)2CaSO4(s)+2CO2(g)△H1=akJ·mol-1；

②CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s) △H2=bkJ·mol-1；

③2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H3=ckJ·mol-1。

结合盖斯定律：×③-②-×①可得反应CaSO4(s)CaO(s)+SO3(g)，则△H=×③-②-×①=×c-b-×a=；

(2)①CO2的浓度从0.8mol·L－1降低到0.4mol·L－1，变化了0.4mol·L－1，则；

②压缩体积至原来的的瞬间CO2的浓度增加一倍，从0.4mol·L－1变成0.8mol·L－1，该反应的平衡常数为，温度不变，平衡常数不变，则CO2的浓度不变，达到新的平衡时CO2的浓度仍为0.4mol·L－1，则图像为；

(3)①A．该反应为气体分子数改变的反应，且该容器为恒压密闭容器，则反应过程中体积改变，气体质量不变，则气体密度会发生变化，则混合气体的密度不再改变可以说明平衡，A正确；

B．该容器为恒压密闭容器，体系压强恒定，则混合气体的压强不再改变不能说明平衡状态，B错误；

C．相同时间内，每断裂0.1molO＝O键，同时生成0.2molSO3的反应方向相同，不能说明平衡状态，C错误；

D．该反应气体质量不变，但气体物质的量改变，则平均相对分子质量为变化值，则混合气体的平均相对分子质量不再改变可以说明平衡状态，D正确；

答案为：AD；

②利用三等式求转化率和平衡常数，设O2转化了xmol，有

平衡时，SO3的体积分数为40%，有，得x=0.5，则O2的转化率；容器的体积为2L，则平衡常数；

③因为平衡常数，保持O2浓度不变，且原平衡c(SO3)=c(SO2)，扩大容器体积，SO2、SO3浓度同等程度的减小，不变，则Qc=K，平衡不移动。答案：不

，保持O2浓度不变，扩大容器体积，SO2、SO3浓度同等程度的减小，则Qc=K，平衡不移动。