Question

2．從圖表中獲得有用的信息是化學(xué)學(xué)習(xí)和研究的重要能力．
（1）已知600℃時，在2L密閉容器中，將二氧化硫和氧氣混合發(fā)生反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
△H=-197kJ•mol^-1反應(yīng)過程中SO₂、O₂、SO₃物質(zhì)的量變化如圖1所示．

①反應(yīng)開始到20min時，用SO₃表示的反應(yīng)平均速率為0.001mol•L^-1•min^-1．
②10min、15min、20min曲線均出現(xiàn)拐點，10min時曲線變化的原因可能是AE（填選項標(biāo)號）；
20min時，曲線發(fā)生變化是因為C（填選項標(biāo)號）．
A．升高溫度       B．降低壓強     C．加入氧氣      D．加入SO₃E．加入催化劑
③下列描述能說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是BD．
A．混合氣體的總質(zhì)量不隨時間的變化而變化
B．SO₂的轉(zhuǎn)化率達到最大，且保持不變
C．化學(xué)反應(yīng)速率v（O₂）=“v“（SO₃）
D．保持溫度和容積不變，混合氣體的總壓強不隨時間的變化而變化
（2）溫度與HCl壓強對MgCl₂•6H₂O受熱分解產(chǎn)物的影響如2圖所示，下列說法正確的是AD
A．溫度低于100℃，MgCl₂•6H₂O不會發(fā)生分解
B．要得到MgO溫度至少需要加熱至600℃
C．要得到無水MgCl₂只要控制溫度，不一定要在HCl氣體中
D．在HCl氣體壓強為0.25×10⁶Pa時，溫度由室溫升高至300℃，發(fā)生的反應(yīng)為MgCl₂•6H₂O=Mg（OH）Cl
+HCl+5H₂O
（3）用CaSO₄代替O₂與燃料CO反應(yīng)，既可以提高燃燒效率，又能得到高純CO₂，是一種高效、清潔、經(jīng)濟的新型燃燒技術(shù)，反應(yīng)①為主反應(yīng)，反應(yīng)②和③為副反應(yīng)．
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
反應(yīng)①-③的平衡常數(shù)的對數(shù)lgK隨反應(yīng)溫度T的變化曲線見圖3，結(jié)合各反應(yīng)的△H，歸納lgK-T曲線變化規(guī)律：（a）當(dāng)△H＞0時，lgK隨溫度升高而增大，當(dāng)△H＜0時，lgK隨溫度升高而減��；（b）當(dāng)溫度同等變化時，△H的數(shù)值越大lgK的變化越大（或△H的數(shù)值越大，lgK隨溫度的變化程度越大）．

Answer 1

分析 （1）①由圖可知，反應(yīng)進行至20min時，根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算；
②由圖可知，反應(yīng)向正反應(yīng)進行，10min到15min反應(yīng)混合物單位時間內(nèi)的變化量增大，說明反應(yīng)速率增大，10min改變瞬間，各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變；由圖可知，反應(yīng)進行至20min時，改變體積，平衡向正反應(yīng)移動，瞬間只有氧氣的濃度增大；
③當(dāng)化學(xué)反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化，據(jù)此分析解答該題；
（2）A．由圖可知溫度低于100℃，MgCl₂•6H₂O不會發(fā)生分解；
B．由圖可知P（HCl）_g=0.25MPa，溫度從300℃升高到500℃時MgCl₂•6H₂O晶體由Mg（OH）Cl轉(zhuǎn)變成MgO；
C．加熱MgCl₂•6H₂O晶體，P（HCl）_g較小，鎂離子水解生成氫氧化鎂，得不到氯化鎂，若要得到無水氯化鎂，則應(yīng)通入HCl，而增大P（HCl）_g，抑制鎂離子的水解；
D．由圖可知在HCl氣體壓強為0.25×10⁶Pa時，溫度由室溫升高至300℃，發(fā)生的反應(yīng)為MgCl₂•6H₂O═Mg（OH）Cl+HCl+5H₂O；
（3）根據(jù)反應(yīng)①-③的平衡常數(shù)的對數(shù)lgK隨反應(yīng)溫度T的變化曲線進行判斷變化規(guī)律．

解答 解：（1）①由圖可知，反應(yīng)進行至20min時，SO₃的物質(zhì)的量變化為0.04mol，則反應(yīng)平均速率為：v=$\frac{\frac{0.04mol}{2L}}{20}$=0.001mol•L^-1•min^-1，
故答案為：0.001mol•L^-1•min^-1；
②由圖可知，反應(yīng)向正反應(yīng)進行，10min到15min反應(yīng)混合物單位時間內(nèi)的變化量增大，說明反應(yīng)速率增大，10min改變瞬間，各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，所以改變的條件即為增大反應(yīng)速率，可選AE；
由圖可知，反應(yīng)進行至20min時，平衡向正反應(yīng)移動，瞬間只有氧氣的濃度增大，應(yīng)是增大了氧氣的濃度，所以選C，
故答案為：AE；C；
③A．反應(yīng)前后氣體的總質(zhì)量一直不變，所以總質(zhì)量不再變化不能說明達到了平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B．SO₂的轉(zhuǎn)化率達到最大，且保持不變，說明達到了平衡狀態(tài)，故B正確；
C．沒有指明正逆反應(yīng)速率，不能說明達到了平衡狀態(tài)，故C錯誤；
D．反應(yīng)物和生成物中氣體的計量數(shù)之和不等，容器中壓強不變，能證明達到了平衡狀態(tài)，故D正確；
故答案為：BD；
（2）A．由圖可知溫度低于100℃，MgCl₂•6H₂O不會發(fā)生分解，故A正確；
B．由圖可知P（HCl）_g=0.25MPa，溫度從300℃升高到500℃時MgCl₂•6H₂O晶體由Mg（OH）Cl轉(zhuǎn)變成MgO，故B錯誤；
C．加熱MgCl₂•6H₂O晶體，P（HCl）_g較小，鎂離子水解生成氫氧化鎂，得不到氯化鎂，若要得到無水氯化鎂，則應(yīng)通入HCl，而增大P（HCl）_g，抑制鎂離子的水解，故C錯誤；
D．由圖可知在HCl氣體壓強為0.25×10⁶Pa時，溫度由室溫升高至300℃，發(fā)生的反應(yīng)為MgCl₂•6H₂O═Mg（OH）Cl+HCl+5H₂O，故D正確；
故答案為：AD；
（3）根據(jù)圖象曲線變化可知，反應(yīng)①、③為放熱反應(yīng)，隨著溫度的升高，平衡常數(shù)K逐漸減小，則lgK逐漸減小，而反應(yīng)②為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡常數(shù)K逐漸增大，則lgK逐漸增大，所以Ⅰ表示的為反應(yīng)③、Ⅱ曲線表示的為反應(yīng)②，變化規(guī)律為：當(dāng)△H＞0時，lgK隨溫度升高而增大，當(dāng)△H＜0時，lgK隨溫度升高而減小；根據(jù)反應(yīng)①和曲線Ⅰ（反應(yīng)③反應(yīng)）的反應(yīng)熱可知，當(dāng)溫度同等變化時，△H的數(shù)值越大lgK的變化越大，
故答案為：當(dāng)△H＞0時，lgK隨溫度升高而增大，當(dāng)△H＜0時，lgK隨溫度升高而減小；當(dāng)溫度同等變化時，△H的數(shù)值越大lgK的變化越大；（或△H的數(shù)值越大，lgK隨溫度的變化程度越大）．

點評 本題考查較為綜合，涉及物質(zhì)的量隨時間變化的曲線、化學(xué)平衡及其影響、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷等知識，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用能力．