Question

（1）已知：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1，2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-113.0kJ?mol^-1，則反應NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）的△H=

-41.8

kJ?mol^-1．一定條件下，將NO₂與SO₂以體積比1：2置于密閉容器中發生上述反應，下列能說明反應達到平衡狀態的是

b

．
a．體系壓強保持不變
b．混合氣體顏色保持不變
c．SO₃和NO的體積比保持不變
d．每消耗1mol SO₃的同時生成1molNO₂
測得上述反應平衡時NO₂與SO₂體積比為1：6，則平衡常數K=

8

3

．
（2）CO可用于合成甲醇，反應方程式為CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．CO在不同溫度下的平衡轉化率與壓強的關系如下圖所示．該反應△H

＜

0（填“＞”或“＜”）．實際生產條件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，選擇此壓強的理由是

在1.3×10⁴Kpa下，CO轉化率已較高，再增大壓強CO轉化率提高不大，而生產成本增加，得不償失．

．

Answer 1

分析：（1）根據蓋斯定律求出熱化學方程式從而得出反應熱；根據反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度不變，由此衍生的一些物理量也不變；根據三段式以及化學平衡常數表達式計算化學平衡常數；
（2）根據圖示，溫度升高，CO轉化率降低，平衡向逆向移動；壓強增大，有利于加快反應速率，有利于使平衡正向移動，但壓強過大，需要的動力大，對設備的要求也高；

解答：解：（1）①2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1
   ②2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-113.0kJ?mol^-1，
利用蓋斯定律將①×

1

2

-②×

1

2

得：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ?mol^-1，
a．無論是否達到平衡，體系壓強都保持不變，不能用于判斷是否達到平衡狀態，故a錯誤；
b．混合氣體顏色保持不變，說明濃度不變，達到平衡狀態，故b正確；
c．由方程式可知，SO₃和NO的計量數之比為1：1，無論是否達到平衡，二者的體積比保持不變，不能判斷是否達到平衡狀態，故c錯誤；
d．物質的量之比等于化學計量數之比，則每消耗1mol SO₃的同時生成1molNO₂，不能判斷是否達到平衡狀態，故d錯誤．
                     NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
起始物質的體積       a           2a       0       0
轉化物質的體積       x           x        x       x
平衡物質的體積       a-x        2a-x      x       x
則（a-x）：（2a-x）=1：6，故x=

4

5

a，
故平衡常數K=

C(SO3)C(NO)

c(NO2)C(SO2)

=

x 2

(a-x)(2a-x)

=

16 25 a2

1 5 a× 6 5 a

=

8

3

，
故答案為：-41.8；b；

8

3

；
（2）由圖可知，溫度升高，CO的轉化率降低，平衡向逆反應方向移動，故逆反應是吸熱反應，正反應是放熱反應，△H＜0；
壓強增大，有利于加快反應速率，有利于使平衡正向移動，但壓強過大，需要的動力大，對設備的要求也高，故選擇250℃、1.3×104kPa左右的條件，因為在250℃、壓強為1.3×10⁴ kPa時，CO的轉化率已較大，再增大壓強，CO的轉化率變化不大，沒有必要再增大壓強，
故答案為：＜；在1.3×10⁴kPa下，CO的轉化率已較高，再增大壓強CO的轉化率提高不大，而生產成本增加，得不償失；

點評：本題考查了蓋斯定律計算應用、化學平衡判斷、平衡常數的解答以及平衡移動原理放熱運用，充分體現了高考的綜合性，看似綜合性較強的問題，只要細細分析，還是能各個突破的．