Question

【题目】生产钡盐的主要原料是重晶石（BaSO4）。在高温下，重晶石与石墨存在如下反应：

①： BaSO4(s)＋4C(s，石墨) 4CO(g)＋BaS(s) ΔH1=＋571.2 kJ/mol

②： BaSO4(s)＋4CO(g) 4CO2(g)＋BaS(s) ΔH2 =－118.8 kJ/mol

回答下列问题：

（1）反应①在一定条件下能够自发的原因：_______________；

（2）已知：C(s，石墨)＋O2(g) = CO2(g) ΔH3 =－393.5 kJ/mol；

求 CO 的标准燃烧热ΔH4 = _______kJ/mol；

（3）图 1 为 1200K下， 恒容密闭容器中重晶石与石墨反应时， c(CO)随时间变化曲线图。 请分析图 1 曲线 c(CO)在 0－t2 区间变化的原因：_________________；

（4）图2为实验测得不同温度下， 反应体系中初始浓度比与固体中BaS质量分数的关系曲线。 分析图2 曲线， 下列说法正确的有________；

A．提高 BaSO4 的投料量，可提高 BaS 的产率

B．恒温恒容时， 当混合气体的密度不变， 反应①、②均达到化学平衡状态

C．减小初始浓度比，有利于增大 BaSO4 的转化率

D．适当升高温度，反应②的平衡左移，对生成 BaS不利

（5）图1 中， t2 时刻将容器体积减小为一半， t3 时刻达到新的平衡， 请在图 1 中画出 t2－t3 区间 c(CO)的变化曲线。________________

（6）工业生产中产生的 SO2 废气可用如图方法获得H2SO4。写出电解的阳极反应式_________。

Answer 1

【答案】 反应①ΔS>0，ΔH>0，在较高温度下能自发 -283 反应速率①比②大，故开始阶段c(CO)增大，后来反应②为主，故c(CO)减小 BC Mn2+-2e-+2H2O =MnO2↓+4H+

【解析】①： BaSO4(s)＋4C(s，石墨) 4CO(g)＋BaS(s) ΔH1=＋571.2 kJ/mol 为ΔH1>0,反应物均为固态，生成物有气态故反ΔS>0。所以反应①ΔS>0，ΔH>0，在较高温度下能自发。

②： BaSO4(s)＋4CO(g) 4CO2(g)＋BaS(s) ΔH2 =－118.8 kJ/mol

（2）③C(s，石墨)＋O2(g) = CO2(g) ΔH3 =－393.5 kJ/mol由上述反应方程式 ③-

2CO(g)+ O2(g)= 2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mol，所以CO 的标准燃烧热ΔH4 =-283 kJ/mol；

（3）BaSO4(s)＋4C(s，石墨) 4CO(g)＋BaS(s) ΔH1=＋571.2 kJ/mol，图 1 为 1200K下， 恒容密闭容器中重晶石与石墨开始时都是固体， c(CO)随时间变化迅速增大，曲线图0-t1化学反应速率很快，t1-t2段时恒容密闭容器中压强增大，平衡逆向移动，所以c(CO)随时间变而减小。图 1 曲线 c(CO)在 0－t2 区间变化的原因：反应速率①比②大，故开始阶段c(CO)增大，后来反应②为主，故c(CO)减小 。

A．BaSO4是固体，改变用量不会影响平衡移动，不会提高 BaS 的产率。故A错； B．①： BaSO4(s)＋4C(s，石墨) 4CO(g)＋BaS(s) ΔH1=＋571.2 kJ/mol ②： BaSO4(s)＋4CO(g) 4CO2(g)＋BaS(s) ΔH2 =－118.8 kJ/mol，恒温恒容时， 当混合气体的密度不变， 反应①、②均达到化学平衡状态，故B对；C．CO2(g)和CO(g属于生成，减小初始浓度比，物，有利于增大 BaSO4 的转化率，故C正确；D．反应②为放热反应，而反应①为吸热反应，适当升高温度，对生成 BaS由利，故D错；

（5）图1 中， t2 时刻将容器体积减小为一半，压强迅速增大一倍， t3 时刻达到新的平衡，曲线图为：

（6）SO2 做还原剂，MnO2做氧化剂，做阳极。阳极反应式Mn2+-2e-+2H2O =MnO2↓+4H+