Question

黄铁矿（主要成分为FeS₂）是工业制取硫酸的重要原料，其燃烧产物为SO₂和Fe₂O₃。

（1）已知1g FeS₂完全燃烧放出7.1kJ热量，则表示FeS₂完全燃烧反应的热化学方程式为：

______________________________________________________________。

（2）将0.050molSO₂(g)和0.030molO₂(g)放入容积为1L的密闭容器中，反应：2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g) 在一定条件下达到平衡，测得c(SO₃)=0.040mol/L。则该条件下反应的平衡常数K的数值为___________,SO₂的平衡转化率为__________。

（3）当该反应处于平衡状态时，欲使平衡向正反应方向移动且反应速率加快，下列措施可行的是       。（填字母）

A．向平衡混合物中充入Ar                B．向平衡混合物中充入O₂

C．改变反应的催化剂                     D．降低反应的温度 

（4）反应：2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)  △H<0 ， SO₂的转化率在起始温度T₁=673K下随反应时间（t）的变化如下图，其他条件不变，仅改变起始温度为T₂=723K，请在图中画出温度T₂下SO₂的转化率随反应时间变化的预期结果示意图。

 

 

Answer 1

【答案】

（1）4FeS₂(s)＋11O₂(g)2Fe₂O₃(s)＋8SO₂(g)  △H＝－3408kJ/mol    (2分)

（2）K＝1.6×10³ （2分）  80% （2分）   （3）B（1分，多选不得分）  

 

【解析】

试题分析：（1）FeS₂完全燃烧燃烧的化学方程式是4FeS₂＋11O₂2Fe₂O₃＋8SO₂，由于1g FeS₂完全燃烧放出7.1kJ热量，则4molFeS₂完全燃烧放出的热量是7.1kJ×120×4＝3408kJ，所以该反应的热化学方程式是4FeS₂(s)＋11O₂(g)2Fe₂O₃(s)＋8SO₂(g)  △H＝－3408kJ/mol。

（2）              2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)

起始浓度（mol/L）  0.050   0.030       0

转化浓度（mol/L）  0.040   0.020       0.040

平衡浓度（mol/L）  0.010   0.010      0.040

所以该温度下平衡常数K＝＝1600

SO₂的平衡转化率＝×100%＝80%

（3）向平衡混合物中充入Ar，容器容积不变，浓度不变，反应速率和平衡状态不变，A不正确；向平衡混合物中充入O₂，增大反应物的浓度，反应速率增大，平衡向正反应方向移动，B正确；改变反应的催化剂平衡状态不变，C不正确；降低反应的温度，平衡向正反应方向移动，但反应速率降低，D不正确，答案选B。

（4）温度高反应速率快，到达平衡的时间减少。由于正反应是放热反应，所以温度高不利于平衡向正反应方向进行，SO₂的转化率降低，因此正确的图像是。

考点：考查热化学方程式的书写、平衡常数和转化率的计算、外界条件对反应速率和平衡状态的判断以及可逆反应图像的分析和判断

点评：该题是高考中的常见考点和题型，属于中等难度试题的考查，试题综合性强，侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力，提升学生的学科素养。