Question

一氧化碳在高温下可还原硫酸钙，相关反应的平衡常数的对数与反应温度的关系如图所示．
（l）已知：CaSO₄（s）+4CO（g）?CaS（s）+4CO₂（g）△H₁=-175.6kJ?mol^-1  lgK₁
CaSO₄（s）+CO（g）?CaO（s）+SO₂（g）+CO₂（g）△H₂=+218.4kJ?mol^-1  lgK₂
CaS（s）+3CaSO₄（s）?4CaO（s）+4SO₂（g）△H₃    lgK₃
则△H₃=

 

；相同温度下，lgK₃=

 

（用lgK₁，lgK₂表示）
（2）反应2CO（g）?C（s）+CO₂（g）的△H

 

（填“＞”“＜”或“=”）0．该反应的平衡常数K的表达式为

 

；为了抑制反应③的进行，可采用的方法是

 

．
（3）500℃时，反应

1

4

CaSO₄（s）+CO（g）?

1

4

CaS（s）+CO₂（g）达到平衡时，容器中CO₂与CO的物质的量之比为

 

．
（4）恒温恒容条件下，下列说法中，能判断反应2CO（g）?C（s）+CO₂（g） 一定达到平衡状态的是

 

．
A．CO和CO₂的反应速率之比为2：1   B．单位时间内，消耗2mol CO的同时生成1molCO₂
C．CO₂的体积分数保持不变         D．混合气体的密度保持不变．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,热化学方程式,化学平衡的影响因素

专题：

分析：（1）根据盖斯定律计算；
（2）反应2CO（g）?C（s）+CO₂（g）温度升高，平衡常数减小，即平衡逆向移动；平衡常数不包含固体和纯液体；
（3）500℃时，反应

1

4

CaSO₄（s）+CO（g）?

1

4

CaS（s）+CO₂（g）lgK=3，即平衡常数K=1000；
（4）平衡状态时正逆反应速率相等，各组分含量不变．

解答： 解：已知：①CaSO₄（s）+4CO（g）?CaS（s）+4CO₂（g）△H₁=-175.6kJ?mol^-1 lgK₁
②CaSO₄（s）+CO（g）?CaO（s）+SO₂（g）+CO₂（g）△H₂=+218.4kJ?mol^-1 lgK₂
由②×4-①可得CaS（s）+3CaSO₄（s）?4CaO（s）+4SO₂（g）△H₃=lgK₃，则△H₃=4lgK₂-lgK₁=4×（+218.4kJ?mol^-1）-（-175.6kJ?mol^-1）=+1049.2kJ?mol^-1，
故答案为：+1049.2kJ?mol^-1；4lgK₂-lgK₁；
（2）反应2CO（g）?C（s）+CO₂（g）温度升高，平衡常数减小，即平衡逆向移动，正反应放热，△H＜0，平衡常数K=

c(CO2)

c(CO)

，反应2CO（g）?C（s）+CO₂（g）△H＜0，升温，平衡逆向移动，故答案为：＜；

c(CO2)

c(CO)

；升温；
（3）500℃时，反应

1

4

CaSO₄（s）+CO（g）?

1

4

CaS（s）+CO₂（g）lgK=3，平衡常数K=

c(CO2)

c(CO)

=1000，故CO₂与CO的物质的量之比为1000，故答案为：1000；
（4）恒温恒容条件下，反应2CO（g）?C（s）+CO₂（g），
A．任何状态时CO和CO₂的反应速率之比为2：1，所以不能说明反应达到平衡状态，故A错误；
B．任何状态时，单位时间内，消耗CO与生成CO₂的物质的量之比为计量数之比，即2：1，所以消耗2mol CO的同时生成1molCO₂，不能说明反应达到平衡状态，故B错误；
C．CO₂的体积分数保持不变，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故C正确；
D．气体质量减小，体积不变，混合气体的密度减小，若混合气体密度保持不变说明反应达到平衡状态，故D正确．
故答案为：CD．

点评：本题考查了盖斯定律的应用、平衡常数的计算以及化学平衡状态的判断，难度中等，注意平衡常数公式中不包含固体和纯液体．