Question

Ⅰ．恒溫，容積為1  L恒容條件下，硫可以發生如下轉化，其反應過程和能量關系如圖1所示(已知：2SO2(g)＋O2(g)  2SO3(g)    ΔH＝－196.6  kJ·mol－1)，請回答下列問題：

(1)寫出能表示硫的燃燒熱的熱化學方程式：______________________。

(2)ΔH₂＝__________kJ·mol^－1。

Ⅱ.工業上常利用醋酸和乙醇合成有機溶劑乙酸乙酯：

CH₃COOH(l)＋C₂H₅OH(l)  CH₃COOC₂H₅(l)＋H₂O(l)    ΔH＝－8.62  kJ·mol^－1

已知CH₃COOH、C₂H₅OH和CH₃COOC₂H₅的沸點依次為118  ℃、78  ℃和77  ℃。在其他條件相同時，某研究小組進行了多次實驗，實驗結果如圖所示。

(1)該研究小組的實驗目的是___________________________________。

(2)60  ℃下反應40  min與70  ℃下反應20  min相比，前者的平均反應速率________后者(填“小于”、“等于”或“大于”)。

(3)如圖所示，反應時間為40  min、溫度超過80  ℃時，乙酸乙酯產率下降的原因可能是_________________________________(寫出兩條)。

Ⅲ.煤化工中常需研究不同溫度下平衡常數、投料比及熱值等問題。

已知：CO(g)＋H₂O(g)  H₂(g)＋CO₂(g)平衡常數隨溫度的變化如下表：

溫度/℃	400	500	800
平衡常數K	9.94	9	1

 

試回答下列問題：

(1)在800  ℃發生上述反應，以表中的物質的量投入恒容反應器，其中向正反應方向移動的有________(選填“A、B、C、D、E”)。

            n(CO)         n(H₂O)          n(H₂)          n(CO₂)

A          1                 5                    2                3

B          2                 2                    1                1

C          3                 3                    0                0

D          0.5              2                    1                1

E          3                 1                    2                1

(2)已知在一定溫度下，C(s)＋CO₂(g)  2CO(g)平衡常數為K；

①C(s)＋H₂O(g)  CO(g)＋H₂(g)        平衡常數為K₁；

②CO(g)＋H₂O(g)  H₂(g)＋CO₂(g)  平衡常數為K₂；

則K、K₁、K₂之間的關系是______________________________________。

 

Answer 1

【答案】

Ⅰ．(1)S(s)＋O₂(g)===SO₂(g)    ΔH＝－297  kJ·mol^－1（1分）

(2)－78.64（1分）

Ⅱ.(1)探究反應溫度、反應時間對乙酸乙酯產率的影響；（2分）

(2)小于（1分）

(3)反應可能已達平衡狀態，溫度升高平衡向逆反應方向移動；溫度過高，乙醇和乙酸大量揮發使反應物利用率下降（2分）

Ⅲ.(1)BCE（3分）

 (2)K＝K₁/K₂（1分）

【解析】

試題分析：Ⅰ．（1）根據燃燒熱的概念和圖像所給數據可以寫出表示硫的燃燒熱的熱化學方程式：

S(s)＋O₂(g)===SO₂(g)  ΔH＝－297  kJ·mol^－1

（2）根據2SO₂(g)＋O₂(g)  2SO₃(g)  ΔH＝－196.6  kJ·mol^－1和圖像中所給數據生成0.8molSO₃計算可得。

Ⅱ.  (1)  分析圖像可知該研究小組的實驗目的是探究反應溫度、反應時間對乙酸乙酯產率的影響；(2)本小題考查溫度對化學反應速率的影響：當其他條件相同時，溫度越高反應速率越快，所以60  ℃下反應40  min與70  ℃下反應20  min相比，前者的平均反應速率小于后者

（2）該反應為放熱反應，升溫平衡向逆向移動，C2H5OH的沸點為78  ℃，當溫度高于80  ℃，反應物乙醇氣化，濃度降低也使平衡向逆向移動

Ⅲ.  (1)由題給數據可知800  ℃該反應平衡常數K=1，利用濃度商規則Q與K的關系可知要想使反應向正反應方向進行則有Q<K，將題給數據帶入計算可得，選BCE。

（2）①—②得C(s)＋CO₂(g)  2CO(g)。所以K＝K₁/K₂

考點：考查燃燒熱的概念、熱化學方程式書寫、外界條件對化學反應速率和化學平衡的影響、平衡常數及數據圖像分析能力