Question

【題目】（1）在高溫下一氧化碳可將二氧化硫還原為單質硫。

已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)；ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1

②CO2(g)＋C(s)===2CO(g)；ΔH2＝＋172.5 kJ·mol－1

③S(s)＋O2(g)===SO2(g)；ΔH3＝－296.0 kJ·mol－1

請寫出CO與SO2反應的熱化學方程式__________________________

（2）在2 L固定體積的密閉容器內，800℃時反應2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)體系中，n(NO)隨時間的變化如表：

時間(s)	0	1	2	3	4	5
n(NO)(mol)	0.020	0.010	0.008	0.007	0.007	0.007

①寫出該反應的平衡常數表達式：K＝_______________________。已知：K300℃>K350℃，則該反應是______反應（填“放熱”或“吸熱”）。

②下圖表示NO2的變化的曲線是__________。用O2表示從0～2 s內該反應的平均速率v＝__________。

③能說明該反應已達到平衡狀態的是________。

a．v(NO2)＝2v(O2) b．容器內壓強保持不變

c．v逆(NO)＝2v正(O2) d．容器內密度保持不變

④為使該反應的反應速率增大，且平衡向正反應方向移動的是________。

a．及時分離出NO2氣體 b．適當升高溫度

c．增大O2的濃度 d．選擇高效催化劑

Answer 1

【答案】2CO(g)＋SO2(g)===S(s)＋2CO2(g)；ΔH＝－270 kJ·mol－1 放熱 b 1.5×10－3 mol·L－1·s－1 bc c

【解析】

(1)根據蓋斯定律將已知的幾個熱化學方程式加合運算。

(2)①書寫平衡常數表達式時注意：將生成物濃度的冪之積作分子，反應物濃度的冪之積作分母。根據K300℃>K350℃可知溫度升高平衡常數減小，生成物濃度減小，平衡逆向移動，結合勒夏特列原理分析。②中坐標曲線是濃度隨時間的變化曲線，要分析出NO2幾個關鍵時間點（初始、1s或2s時刻、平衡時）的濃度值即可確定NO2的變化曲線。③根據正、反應速率是否相等判斷；或者根據某一物理量不變分析，如果該物理量在反應中一直在變化，該物理量不變可說明該反應已達平衡狀態。④根據影響反應速率的因素和勒夏特列原理綜合分析。

(1)根據蓋斯定律將①-②-③得熱化學方程式2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g); ΔH=-393.5kJ/mol-172.5kJ/mol-(-296.0kJ/mol)=-270kJ/mol，即所求熱化學方程式為2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g); ΔH=-270kJ/mol。

(2)由表格數據可知：可逆反應2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)在第3s、4s、5s已處于平衡狀態。①平衡常數是生成物濃度的冪之積與反應物濃度的冪之積的比值，；當K300℃>K350℃，即溫度升高（3000C→3500C）平衡常數減小，生成物濃度減小反應物濃度增大，即平衡向逆反應方向移動，根據勒夏特列原理，逆反應為吸熱反應，則正反應為放熱反應，所以該反應是放熱反應。

②由表格中數據知從0~2s內NO轉化的物質的量為0.02mol-0.008mol=0.012mol，根據化學計量數關系NO~NO2可知0~2s內生成NO2物質的量為0.012mol，即第2s時NO2的濃度c(NO2)= =0.006mol/L(因NO2初始濃度為0)，同理平衡時c（NO2）=0.0065mol/L，從圖像上看只有b曲線符合；0~2s內用NO2表示的平均反應速率為，用O2表示的平均反應速率=1.5×10－3 mol·L－1·s－1。

③a.根據v(NO2)＝2v(O2)，無法確定該可逆反應的正、逆反應速率是否相等，無法確定該反應是否已達平衡狀態，a項錯誤；b.根據阿伏加德羅定律及其推論知，相同溫度和體積下，任何氣體的壓強與粒子數成正比，對于可逆反應2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)來說反應前后氣體分子數不同，因此在到達平衡前容器中氣體壓強一直在變化，所以容器內壓強保持不變能說明該反應已達到平衡狀態，b項正確；c.根據v逆(NO)＝2v正(O2)，即v逆(NO)：v正(O2)=2:1，不同物質表示的正、逆反應速率之比等于計量數之比，表明此時正、逆反應速率相等，反應已達平衡狀態，c項正確；d.容器中氣體的總質量和容器的體積在反應過程中都沒有變化，根據密度公式，所以反應過程中容器內密度一直沒有變化，容器內密度保持不變，不能說明該反應已達平衡狀態，d項錯誤；答案選bc。

④a.分離出NO2氣體，容器中NO2的濃度減小，反應速率減慢，a項錯誤；b.升高溫度反應速率增大，因為該反應是放熱反應，逆反應是吸熱反應，根據勒夏特列原理，升高溫度該平衡向逆反應方向移動，b項錯誤；c. 增大O2的濃度，反應速率增大，根據勒夏特列原理，增加反應物濃度平衡向正反應方向移動，c項正確；d.使用催化劑可使反應速率增大，但平衡不發生移動，d項錯誤；答案選c。