运用化学反应原理研究元素及其化合物的反应对生产、生活有重要意义.

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  • 解题思路:(1)根据盖斯定律,由已知热化学方程式乘以合适的系数进行适当的加减,反应热也乘以相应的系数进行相应的加减;

    (2)①由图可知,温度越高SO2的转化率越小,即升高温度平衡向逆反应移动;

    状态D时的SO2的转化率为80%,未达到90%,反应向正反应进行;

    ②根据v=[△c/△t]计算v(SO3),利用速率之比等于化学计量数之比计算v(SO2);

    根据SO3平衡时的浓度,利用三段式计算平衡时各组分的平衡浓度,代入平衡常数k=

    c

    2

    (S

    O

    3

    )

    c

    2

    (S

    O

    2

    )•c(

    O

    2

    )

    计算;

    ③当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,据此判断,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态;

    ④根据化学平衡的影响因素来分析,注意增大SO2用量,平衡向正反应移动,但SO2转化率降低;

    ⑤选择试剂可以吸收SO2,但不能产生新的有害气体.

    (1)已知:①2Cu2S(s)+3O2(g)=2Cu2O(s)十2SO2(g)△H=-768.2KJ•mol-1

    ②、2Cu2O(s)+Cu2S(s)=6Cu(s)+SO2(g)△H=+116.0KJ•mol-1

    根据盖斯定律,①+②的3Cu2S(s)+3O2(g)=6Cu(s)+3SO2(g),故△H=[1/3]×(-768.2KJ•mol-1+116.0KJ•mol-1)=-217.4kJ•mol-1

    故答案为:-217.4kJ•mol-1

    (2)①由图可知,温度越高SO2的转化率越小,即升高温度平衡向逆反应移动,故正反应是放热反应,即△H<0;

    状态D时的SO2的转化率为80%,未达到90%,反应向正反应进行,v>v

    故答案为:<;>;

    ②10min时反应达到平衡状态,SO3的浓度为1.6mol•L-1,故v(SO3)=[1.6mol/L/10min]=0.16nol/(L•min),速率之比等于化学计量数之比,所以v(SO2)=v(SO3)=0.16nol/(L•min);

    2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g).

    开始(mol/L):2 1 0

    变化(mol/L):1.60.8 1.6

    平衡(mol/L):0.4 0.2 1.6

    所以该温度下平衡常数k=

    c2(SO3)

    c2(SO2)•c(O2)=

    1.62

    0.42×0.2L•mol-1=80L•mol-1

    故答案为:0.16nol/(L•min);80L•mol-1

    ③A.随反应进行气体的物质的量减少,压强降低,容器内压强不再发生变化,说明到达平衡,故A正确;

    B.达到平衡状态时,各物质的百分含量不变,SO2的体积分数不再发生变化,说明到达平衡,故B正确;

    C.反应混合物都是气体,质量始终不变,容器内气体质量不再发生变化,不能说明到达平衡,故C错误;

    D.反应混合物都是气体,质量不变,容器的容积不变,混合气体的密度始终不变,容器内气体密度不再发生变化,不能说明到达平衡,故D错误;

    故选AB;

    ④A.向容器中通入少量O2,即增大氧气的浓度,能使平衡正向移动并能提高SO2转化率,故A正确;

    B.向容器中通入少量SO2,即增大二氧化硫的浓度,能使平衡正向移动但是能降低了SO2转化率,故B错误;

    C.使用催化剂,不会影响化学平衡的移动,也不会改变二氧化硫的转化率,故C错误;

    D.升高温度,化学平衡向逆反应移动,SO2转化率降低,故D错误;

    E.向容器中通入少量氦气,当恒容时,各组分的浓度不变,则平衡不移动,故E错误;

    故选A;

    ⑤a.浓H2SO4不能吸收SO2,故a错误;

    b.稀HNO3具有强氧化性,稀HNO3吸收SO2,有NO生成,NO有毒,污染空气,故b错误;

    c.NaOH溶液吸收SO2生成亚硫酸钠,故c正确;

    d.氨水吸收SO2生成亚硫酸铵,故d正确;

    故选cd;

    点评:

    本题考点: 用盖斯定律进行有关反应热的计算;化学平衡的影响因素;化学平衡状态的判断;转化率随温度、压强的变化曲线;化学平衡的计算.

    考点点评: 考查利用盖斯定律进行反应热计算、化学反应速率计算、平衡常数、化学平衡状态判断与影响因素等,题目综合性较大,难度中等,注意化学平衡判断,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态.