Question

黃鐵礦（主要成分為FeS₂）是工業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，有利于培養學生的邏輯推理能力和發散思維能力，提升學生的學科素養。