Question

1．一定條件下，通過下列反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)燃煤煙氣中硫的回收：
（1）SO₂（g）+2CO（g）?2CO₂（g）+S（l）△H＜0
①如果要提高上述反應(yīng)的反應(yīng)速率，可以采取的措施是bc．（選填編號(hào)）
a．減壓        b．增加SO₂的濃度      c．升溫        d．及時(shí)移走產(chǎn)物
②若反應(yīng)在恒容的密閉絕熱容器中進(jìn)行，下列說法不正確的是acd．（選填編號(hào)）
a．平衡前，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，容器內(nèi)壓強(qiáng)始終不變
b．當(dāng)容器內(nèi)溫度不再變化時(shí)，反應(yīng)達(dá)到了平衡
c．其他條件不變，升高溫度可增大平衡常數(shù)
d．其他條件不變，使用不同催化劑，該反應(yīng)熱效應(yīng)不同
③該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式是′；某溫度下2L恒定容器中加入2mol的SO₂和2mol的CO．10分鐘內(nèi)，氣體密度減小了8g/L，則CO的反應(yīng)速率是0.05mol/（L﹒min）．
（2）SO₂（g）+NO₂（g）?NO（g）+SO₃（g）
①在2L恒定容器中加入2mol的SO₂和2mol的NO₂，達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得SO₂的轉(zhuǎn)化率為50%，向該容器中再加入1mol的SO₂，平衡將向正方向移動(dòng)，計(jì)算重新達(dá)到平衡時(shí)SO₂的濃度是0.9mol/L，SO₂的轉(zhuǎn)化率由50%變?yōu)?0%，NO₂的轉(zhuǎn)化率由50%變?yōu)?0%．
②實(shí)驗(yàn)結(jié)果啟示我們：增大一種反應(yīng)物濃度，其轉(zhuǎn)化率將減�。ㄌ钤龃�、減小或不變），另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率將增大．現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)的意義是：可以通過增大低成本物質(zhì)的用量，來提高成本高的反應(yīng)物的利用率．

Answer 1

分析 （1）①增大濃度、升高溫度、增大壓強(qiáng)、加入催化劑均能加快化學(xué)反應(yīng)速率；
②a．平衡前，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氣體的物質(zhì)的量減小，故容器內(nèi)壓強(qiáng)始會(huì)減��；
b．溫度為變量，當(dāng)容器內(nèi)溫度不再變化時(shí)，反應(yīng)達(dá)到了平衡；
c．平衡時(shí)，其他條件不變，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)；
d．反應(yīng)熱效應(yīng)與催化劑無關(guān)；
③根據(jù)平衡常數(shù)的定義書寫表達(dá)式為：K=$\frac{{c}^{2}（C{O}_{2}）}{c（S{O}_{2}）•{c}^{2}（CO）}$，根據(jù)V=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算速率；該溫度下、該容器中，再繼續(xù)加入1mol的SO₂（g），平衡正向移動(dòng)；
（2）①該溫度下、該容器中，再繼續(xù)加入1mol的SO₂（g），平衡正向移動(dòng)；在2L容器中，加入2mol的SO₂（g）和2mol的NO₂（g），保持溫度恒定，當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，測(cè)得容器中SO₂（g）的轉(zhuǎn)化率為50%，轉(zhuǎn)化的SO₂為2mol×50%=1mol，則：
                       SO₂（g）+NO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
起始量（mol）：2           2                0             0
轉(zhuǎn)化量（mol）：1           1                 1            1
平衡量（mol）：1           1                 1            1
再根據(jù)K=$\frac{c（S{O}_{3}）×c（NO）}{c（S{O}_{2}）×c（N{O}_{2}）}$計(jì)算平衡常數(shù)；
再繼續(xù)加入1mol的SO₂（g），等效為開始加入3mol的SO₂（g）和2mol的NO₂（g），設(shè)平衡時(shí)容器中SO₂（g）的濃度是xmol/L，表示出其它組分的平衡濃度，再根據(jù)平衡常數(shù)列方程計(jì)算；SO₂、NO₂起始物質(zhì)的量之比為1：1，又按物質(zhì)的量1：1反應(yīng)，二者轉(zhuǎn)化率相等，根據(jù)三行式的計(jì)算可知新平衡時(shí)SO₂的轉(zhuǎn)化率、NO₂的轉(zhuǎn)化率；
②增大一種反應(yīng)物的用量，其轉(zhuǎn)化率將減小，另一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率將增大，現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中的意義是：可以通過增大低成本物質(zhì)的用量，來提高成本高的反應(yīng)物的利用率．

解答 解：（1）①a．減壓，減小速率，故錯(cuò)誤；
b．增加SO₂的濃度，加快反應(yīng)速率，故正確；
c．升溫，加快反應(yīng)速率，故正確；
d．及時(shí)移走產(chǎn)物，相對(duì)于減小濃度，減小反應(yīng)速率，故錯(cuò)誤；
故答案為：bc；
②a．平衡前，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氣體的物質(zhì)的量減小，故容器內(nèi)壓強(qiáng)始會(huì)減小，故錯(cuò)誤；
b．溫度為變量，當(dāng)容器內(nèi)溫度不再變化時(shí)，反應(yīng)達(dá)到了平衡，故正確；
c．平衡時(shí)，其他條件不變，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以升高溫度K減小，故錯(cuò)誤；
d．反應(yīng)熱效應(yīng)與催化劑無關(guān)，故錯(cuò)誤；
故答案為：acd；③根據(jù)平衡常數(shù)的定義書寫表達(dá)式為：K=$\frac{{c}^{2}（C{O}_{2}）}{c（S{O}_{2}）•{c}^{2}（CO）}$，2L容器中，10分鐘內(nèi)，氣體密度減小了8g/L，則減少的S為0.25mol/L，變化的CO的濃度為0.5mol/L，故CO的反應(yīng)速率是0.05mol/（L﹒min），故答案為：$\frac{{c}^{2}（C{O}_{2}）}{c（S{O}_{2}）•{c}^{2}（CO）}$；0.05mol/（L﹒min）；
（2）①在2L容器中，加入2mol的SO₂（g）和2mol的NO₂（g），保持溫度恒定，當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，測(cè)得容器中SO₂（g）的轉(zhuǎn)化率為50%，轉(zhuǎn)化的SO₂為2mol×50%=1mol，則：
SO₂（g）+NO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
起始量（mol）：2 2 0 0
轉(zhuǎn)化量（mol）：1 1 1 1
平衡量（mol）：1 1 1 1
平衡常數(shù)K=$\frac{c（S{O}_{3}）×c（NO）}{c（S{O}_{2}）×c（N{O}_{2}）}$=$\frac{\frac{1}{2}×\frac{1}{2}}{\frac{1}{2}×\frac{1}{2}}$=1
再繼續(xù)加入1mol的SO₂（g），等效為開始加入3mol的SO₂（g）和2mol的NO₂（g），設(shè)平衡時(shí)容器中SO₂（g）的濃度是xmol/L，則：
SO₂（g）+NO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
起始量（mol/L）：1.5 1 0 0
轉(zhuǎn)化量（mol/L）：1.5-x 1.5-x 1.5-x 1.5-x
平衡量（mol/L）：x x-0.5 1.5-x 1.5-x
所以$\frac{（1.5-x）^{2}}{x（x-0.5）}$=1，解得x=0.9mol/L，
SO₂、NO₂起始物質(zhì)的量之比為1：1，又按物質(zhì)的量1：1反應(yīng)，二者轉(zhuǎn)化率相等，故NO₂的轉(zhuǎn)化率為50%；新平衡時(shí)SO₂的轉(zhuǎn)化率=$\frac{1.5-0.9}{1.5}$×100%=40%、NO₂的轉(zhuǎn)化率=$\frac{1.5-0.9}{1}$×100%=60%；
故答案為：正；0.9mol/L；40%；50%；60%；
②增大一種反應(yīng)物的用量，其轉(zhuǎn)化率將減小，另一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率將增大，現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中的意義是：可以通過增大低成本物質(zhì)的用量，來提高成本高的反應(yīng)物的利用率，
故答案為：減小；增大；低成本物質(zhì)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡有關(guān)計(jì)算，涉及平衡常數(shù)計(jì)算及應(yīng)用，掌握三段式解題法在化學(xué)平衡計(jì)算中應(yīng)用，注意平衡常數(shù)有關(guān)應(yīng)用．