Question

黃鐵礦（主要成分為FeS₂）是工業(yè)制取硫酸的重要原料，其燃燒產物為SO₂和Fe₂O₃。

（1）已知1g FeS₂完全燃燒放出7.1kJ熱量，則表示FeS₂完全燃燒反應的熱化學方程式為：

______________________________________________________________。

（2）將0.050molSO₂(g)和0.030molO₂(g)放入容積為1L的密閉容器中，反應：2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g) 在一定條件下達到平衡，測得c(SO₃)=0.040mol/L。則該條件下反應的平衡常數K的數值為___________,SO₂的平衡轉化率為__________。

（3）當該反應處于平衡狀態(tài)時，欲使平衡向正反應方向移動且反應速率加快，下列措施可行的是       。（填字母）

A．向平衡混合物中充入Ar                B．向平衡混合物中充入O₂

C．改變反應的催化劑                     D．降低反應的溫度 

（4）反應：2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)  △H<0 ， SO₂的轉化率在起始溫度T₁=673K下隨反應時間（t）的變化如下圖，其他條件不變，僅改變起始溫度為T₂=723K，請在圖中畫出溫度T₂下SO₂的轉化率隨反應時間變化的預期結果示意圖。

 

 

Answer 1

【答案】

（1）4FeS₂(s)＋11O₂(g)2Fe₂O₃(s)＋8SO₂(g)  △H＝－3408kJ/mol    (2分)

（2）K＝1.6×10³ （2分）  80% （2分）   （3）B（1分，多選不得分）  

 

【解析】

試題分析：（1）FeS₂完全燃燒燃燒的化學方程式是4FeS₂＋11O₂2Fe₂O₃＋8SO₂，由于1g FeS₂完全燃燒放出7.1kJ熱量，則4molFeS₂完全燃燒放出的熱量是7.1kJ×120×4＝3408kJ，所以該反應的熱化學方程式是4FeS₂(s)＋11O₂(g)2Fe₂O₃(s)＋8SO₂(g)  △H＝－3408kJ/mol。

（2）              2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)

起始濃度（mol/L）  0.050   0.030       0

轉化濃度（mol/L）  0.040   0.020       0.040

平衡濃度（mol/L）  0.010   0.010      0.040

所以該溫度下平衡常數K＝＝1600

SO₂的平衡轉化率＝×100%＝80%

（3）向平衡混合物中充入Ar，容器容積不變，濃度不變，反應速率和平衡狀態(tài)不變，A不正確；向平衡混合物中充入O₂，增大反應物的濃度，反應速率增大，平衡向正反應方向移動，B正確；改變反應的催化劑平衡狀態(tài)不變，C不正確；降低反應的溫度，平衡向正反應方向移動，但反應速率降低，D不正確，答案選B。

（4）溫度高反應速率快，到達平衡的時間減少。由于正反應是放熱反應，所以溫度高不利于平衡向正反應方向進行，SO₂的轉化率降低，因此正確的圖像是。

考點：考查熱化學方程式的書寫、平衡常數和轉化率的計算、外界條件對反應速率和平衡狀態(tài)的判斷以及可逆反應圖像的分析和判斷

點評：該題是高考中的常見考點和題型，屬于中等難度試題的考查，試題綜合性強，側重對學生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導與訓練，旨在考查學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力，有利于培養(yǎng)學生的邏輯推理能力和發(fā)散思維能力，提升學生的學科素養(yǎng)。