Question

2．从图表中获得有用的信息是化学学习和研究的重要能力．
（1）已知600℃时，在2L密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合发生反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
△H=-197kJ•mol^-1反应过程中SO₂、O₂、SO₃物质的量变化如图1所示．

①反应开始到20min时，用SO₃表示的反应平均速率为0.001mol•L^-1•min^-1．
②10min、15min、20min曲线均出现拐点，10min时曲线变化的原因可能是AE（填选项标号）；
20min时，曲线发生变化是因为C（填选项标号）．
A．升高温度       B．降低压强     C．加入氧气      D．加入SO₃E．加入催化剂
③下列描述能说明该反应达到平衡状态的是BD．
A．混合气体的总质量不随时间的变化而变化
B．SO₂的转化率达到最大，且保持不变
C．化学反应速率v（O₂）=“v“（SO₃）
D．保持温度和容积不变，混合气体的总压强不随时间的变化而变化
（2）温度与HCl压强对MgCl₂•6H₂O受热分解产物的影响如2图所示，下列说法正确的是AD
A．温度低于100℃，MgCl₂•6H₂O不会发生分解
B．要得到MgO温度至少需要加热至600℃
C．要得到无水MgCl₂只要控制温度，不一定要在HCl气体中
D．在HCl气体压强为0.25×10⁶Pa时，温度由室温升高至300℃，发生的反应为MgCl₂•6H₂O=Mg（OH）Cl
+HCl+5H₂O
（3）用CaSO₄代替O₂与燃料CO反应，既可以提高燃烧效率，又能得到高纯CO₂，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应①为主反应，反应②和③为副反应．
①$\frac{1}{4}$CaSO₄（s）+CO（g）?$\frac{1}{4}$CaS（s）+CO₂（g）△H₁=-47.3kJ/mol
②CaSO₄（s）+CO（g）?CaO（s）+CO₂（g）+SO₂（g）△H₂=+210.5kJ/mol
③CO（g）?$\frac{1}{2}$C（s）+$\frac{1}{2}$CO₂（g）△H₃=-86.2kJ/mol
反应①-③的平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线见图3，结合各反应的△H，归纳lgK-T曲线变化规律：（a）当△H＞0时，lgK随温度升高而增大，当△H＜0时，lgK随温度升高而减小；（b）当温度同等变化时，△H的数值越大lgK的变化越大（或△H的数值越大，lgK随温度的变化程度越大）．

Answer 1

分析 （1）①由图可知，反应进行至20min时，根据v=$\frac{△c}{△t}$计算；
②由图可知，反应向正反应进行，10min到15min反应混合物单位时间内的变化量增大，说明反应速率增大，10min改变瞬间，各物质的物质的量不变；由图可知，反应进行至20min时，改变体积，平衡向正反应移动，瞬间只有氧气的浓度增大；
③当化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不再发生变化，据此分析解答该题；
（2）A．由图可知温度低于100℃，MgCl₂•6H₂O不会发生分解；
B．由图可知P（HCl）_g=0.25MPa，温度从300℃升高到500℃时MgCl₂•6H₂O晶体由Mg（OH）Cl转变成MgO；
C．加热MgCl₂•6H₂O晶体，P（HCl）_g较小，镁离子水解生成氢氧化镁，得不到氯化镁，若要得到无水氯化镁，则应通入HCl，而增大P（HCl）_g，抑制镁离子的水解；
D．由图可知在HCl气体压强为0.25×10⁶Pa时，温度由室温升高至300℃，发生的反应为MgCl₂•6H₂O═Mg（OH）Cl+HCl+5H₂O；
（3）根据反应①-③的平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线进行判断变化规律．

解答 解：（1）①由图可知，反应进行至20min时，SO₃的物质的量变化为0.04mol，则反应平均速率为：v=$\frac{\frac{0.04mol}{2L}}{20}$=0.001mol•L^-1•min^-1，
故答案为：0.001mol•L^-1•min^-1；
②由图可知，反应向正反应进行，10min到15min反应混合物单位时间内的变化量增大，说明反应速率增大，10min改变瞬间，各物质的物质的量不变，所以改变的条件即为增大反应速率，可选AE；
由图可知，反应进行至20min时，平衡向正反应移动，瞬间只有氧气的浓度增大，应是增大了氧气的浓度，所以选C，
故答案为：AE；C；
③A．反应前后气体的总质量一直不变，所以总质量不再变化不能说明达到了平衡状态，故A错误；
B．SO₂的转化率达到最大，且保持不变，说明达到了平衡状态，故B正确；
C．没有指明正逆反应速率，不能说明达到了平衡状态，故C错误；
D．反应物和生成物中气体的计量数之和不等，容器中压强不变，能证明达到了平衡状态，故D正确；
故答案为：BD；
（2）A．由图可知温度低于100℃，MgCl₂•6H₂O不会发生分解，故A正确；
B．由图可知P（HCl）_g=0.25MPa，温度从300℃升高到500℃时MgCl₂•6H₂O晶体由Mg（OH）Cl转变成MgO，故B错误；
C．加热MgCl₂•6H₂O晶体，P（HCl）_g较小，镁离子水解生成氢氧化镁，得不到氯化镁，若要得到无水氯化镁，则应通入HCl，而增大P（HCl）_g，抑制镁离子的水解，故C错误；
D．由图可知在HCl气体压强为0.25×10⁶Pa时，温度由室温升高至300℃，发生的反应为MgCl₂•6H₂O═Mg（OH）Cl+HCl+5H₂O，故D正确；
故答案为：AD；
（3）根据图象曲线变化可知，反应①、③为放热反应，随着温度的升高，平衡常数K逐渐减小，则lgK逐渐减小，而反应②为吸热反应，升高温度，平衡常数K逐渐增大，则lgK逐渐增大，所以Ⅰ表示的为反应③、Ⅱ曲线表示的为反应②，变化规律为：当△H＞0时，lgK随温度升高而增大，当△H＜0时，lgK随温度升高而减小；根据反应①和曲线Ⅰ（反应③反应）的反应热可知，当温度同等变化时，△H的数值越大lgK的变化越大，
故答案为：当△H＞0时，lgK随温度升高而增大，当△H＜0时，lgK随温度升高而减小；当温度同等变化时，△H的数值越大lgK的变化越大；（或△H的数值越大，lgK随温度的变化程度越大）．

点评 本题考查较为综合，涉及物质的量随时间变化的曲线、化学平衡及其影响、化学平衡状态的判断等知识，试题知识点较多、综合性较强，充分考查学生的分析、理解能力及灵活应用能力．