题目内容

【题目】随着大气污染的日趋严重,国家拟于“十二五”期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少8%,氮氧化物(NOx)排放显减少10%,二氧化碳(CO2)的排放量也要大幅减少。

(1)在恒温,容积为1L恒容中,硫可以发生如下较化,其反应过程和能量关系如图1所示(已知:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1),请回答下列问题:

①写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式:_________。,

②ΔH2=_________kJ·mol-1。

③在相同条件下,充入1molSO3和0.5mol的O2,则达到平衡时SO3的转化率为_______;此时该反应______(填“放出“或“吸收”)_______kJ的能量。

(2)中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下40%~50%。

①CO2可转化成有机物实现碳循环。在休积为1L的密闭容器中,充入lmolCO2和3molH2,一定条件下反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0kJ/mol,测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示。从3min到9min,v(H2)=_______mol/(L·min)

②为了加快化学反应速率且使体系中气体的物质的量减少,其他条件不变时,可采取的措施有_______ (填编号)。

A.升高温度 B.缩小容器体积 C.再充入CO2气体 D.使用合适的催化剂

(3)工业上,CH3OH也可由CO2和H2合成。参考合成反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数。下列说法正确的是______________。

温度/℃

0

100

200

300

400

平衡常数

667

13

1.9×10-2

2.4×10-4

1×10-5

A.该反应正反应是放热反应

B.该反应在低温下不能自发进行,高温下可自发进行,说明该反应△S<0

C.在T℃时,1L密闭容器中,投入0.1molCO和0.2molH2,达到平衡时,CO转化率为50%,则此时的平衡常数为100

D.工业上采用稍高的压强(5MPa)和250℃,是因为此条件下,原料气转化率最高

【答案】 S(s) +O2(g)=SO2(g) ΔH=-297 kJ/mo1 78.64 20% 吸收 19.66 0.125 B AC

【解析】(1)①燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,故硫的燃烧热的热化学方程式为S(s) + O2(g)=SO2(g)△H=-297kJ/mol;

②根据2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1,生成0.8mol SO3放出的能量为78.64 kJ,因此ΔH2=-78.64kJ·mol-1,故答案是78.64;

③假设1molSO3和0.5molO2完全转化为SO2和O2,则与原来的初始量相同,所以两次平衡是等效平衡,即平衡时SO2为0.2mol,SO3为0.8mol,所以SO3转化了0.2mol,则达到平衡时SO3的转化率为×100%=20%;已知2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)△H=-196.6kJ·mol-1,当反应逆向进行时反应热大小不变,符号相反,所以SO3转化为SO2时反应吸热,热量为196.6×=19.66 kJ,故答案是:20%;吸收;19.66;

(2)①从3min到9min,v(CO2)=△c(CO2)÷△t=(0.50mol/L0.25mol/L)÷6min,则v(H2)=3v(CO2)=0.125mol/(L·min),故答案是:0.125;

②A.正反应放热,升高温度反应速率加快,平衡向逆反应方向进行,体系中气体的物质的量增加,A错误;

B.缩小容器体积压强增大,反应速率加快,平衡向正反应方向进行,体系中气体的物质的量减少,B正确;

C.再充入CO2气体反应速率加快,平衡向正反应方向进行,体系中气体的物质的量增加,C错误;

D.使用合适的催化剂不能改变平衡状态,D错误;

故答案选B。

(3)A.依据表格数据可知,随温度升高平衡常数减小,则正反应为放热反应,A正确;

B.由A可知正反应为放热反应,△H<0,正反应是体积减小的,则△S<0。根据△G=△H-T△S<0可知该反应在低温下能自发进行,B错误;

C、结合平衡三段式法列式计算,平衡常数等于生成物平衡浓度幂之积除以反应物平衡浓度幂之积,

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

起始量(mol/L) 0.1 0.2 0

变化量(mol/L) 0.05 0.1 0.05

平衡量(mol/L) 0.05 0.1 0.05

平衡常数K==100,C正确;

D、升温平衡逆向进行,此条件是催化剂活性最大,不是原料气的转化率高,D错误;

故答案选AC。

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网