Question

2．從圖表中獲得有用的信息是化學學習和研究的重要能力．
（1）已知600℃時，在2L密閉容器中，將二氧化硫和氧氣混合發生反應：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
△H=-197kJ•mol^-1反應過程中SO₂、O₂、SO₃物質的量變化如圖1所示．

①反應開始到20min時，用SO₃表示的反應平均速率為0.001mol•L^-1•min^-1．
②10min、15min、20min曲線均出現拐點，10min時曲線變化的原因可能是AE（填選項標號）；
20min時，曲線發生變化是因為C（填選項標號）．
A．升高溫度       B．降低壓強     C．加入氧氣      D．加入SO₃E．加入催化劑
③下列描述能說明該反應達到平衡狀態的是BD．
A．混合氣體的總質量不隨時間的變化而變化
B．SO₂的轉化率達到最大，且保持不變
C．化學反應速率v（O₂）=“v“（SO₃）
D．保持溫度和容積不變，混合氣體的總壓強不隨時間的變化而變化
（2）溫度與HCl壓強對MgCl₂•6H₂O受熱分解產物的影響如2圖所示，下列說法正確的是AD
A．溫度低于100℃，MgCl₂•6H₂O不會發生分解
B．要得到MgO溫度至少需要加熱至600℃
C．要得到無水MgCl₂只要控制溫度，不一定要在HCl氣體中
D．在HCl氣體壓強為0.25×10⁶Pa時，溫度由室溫升高至300℃，發生的反應為MgCl₂•6H₂O=Mg（OH）Cl
+HCl+5H₂O
（3）用CaSO₄代替O₂與燃料CO反應，既可以提高燃燒效率，又能得到高純CO₂，是一種高效、清潔、經濟的新型燃燒技術，反應①為主反應，反應②和③為副反應．
①$\frac{1}{4}$CaSO₄（s）+CO（g）?$\frac{1}{4}$CaS（s）+CO₂（g）△H₁=-47.3kJ/mol
②CaSO₄（s）+CO（g）?CaO（s）+CO₂（g）+SO₂（g）△H₂=+210.5kJ/mol
③CO（g）?$\frac{1}{2}$C（s）+$\frac{1}{2}$CO₂（g）△H₃=-86.2kJ/mol
反應①-③的平衡常數的對數lgK隨反應溫度T的變化曲線見圖3，結合各反應的△H，歸納lgK-T曲線變化規律：（a）當△H＞0時，lgK隨溫度升高而增大，當△H＜0時，lgK隨溫度升高而減小；（b）當溫度同等變化時，△H的數值越大lgK的變化越大（或△H的數值越大，lgK隨溫度的變化程度越大）．

Answer 1

分析 （1）①由圖可知，反應進行至20min時，根據v=$\frac{△c}{△t}$計算；
②由圖可知，反應向正反應進行，10min到15min反應混合物單位時間內的變化量增大，說明反應速率增大，10min改變瞬間，各物質的物質的量不變；由圖可知，反應進行至20min時，改變體積，平衡向正反應移動，瞬間只有氧氣的濃度增大；
③當化學反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度不再發生變化，據此分析解答該題；
（2）A．由圖可知溫度低于100℃，MgCl₂•6H₂O不會發生分解；
B．由圖可知P（HCl）_g=0.25MPa，溫度從300℃升高到500℃時MgCl₂•6H₂O晶體由Mg（OH）Cl轉變成MgO；
C．加熱MgCl₂•6H₂O晶體，P（HCl）_g較小，鎂離子水解生成氫氧化鎂，得不到氯化鎂，若要得到無水氯化鎂，則應通入HCl，而增大P（HCl）_g，抑制鎂離子的水解；
D．由圖可知在HCl氣體壓強為0.25×10⁶Pa時，溫度由室溫升高至300℃，發生的反應為MgCl₂•6H₂O═Mg（OH）Cl+HCl+5H₂O；
（3）根據反應①-③的平衡常數的對數lgK隨反應溫度T的變化曲線進行判斷變化規律．

解答 解：（1）①由圖可知，反應進行至20min時，SO₃的物質的量變化為0.04mol，則反應平均速率為：v=$\frac{\frac{0.04mol}{2L}}{20}$=0.001mol•L^-1•min^-1，
故答案為：0.001mol•L^-1•min^-1；
②由圖可知，反應向正反應進行，10min到15min反應混合物單位時間內的變化量增大，說明反應速率增大，10min改變瞬間，各物質的物質的量不變，所以改變的條件即為增大反應速率，可選AE；
由圖可知，反應進行至20min時，平衡向正反應移動，瞬間只有氧氣的濃度增大，應是增大了氧氣的濃度，所以選C，
故答案為：AE；C；
③A．反應前后氣體的總質量一直不變，所以總質量不再變化不能說明達到了平衡狀態，故A錯誤；
B．SO₂的轉化率達到最大，且保持不變，說明達到了平衡狀態，故B正確；
C．沒有指明正逆反應速率，不能說明達到了平衡狀態，故C錯誤；
D．反應物和生成物中氣體的計量數之和不等，容器中壓強不變，能證明達到了平衡狀態，故D正確；
故答案為：BD；
（2）A．由圖可知溫度低于100℃，MgCl₂•6H₂O不會發生分解，故A正確；
B．由圖可知P（HCl）_g=0.25MPa，溫度從300℃升高到500℃時MgCl₂•6H₂O晶體由Mg（OH）Cl轉變成MgO，故B錯誤；
C．加熱MgCl₂•6H₂O晶體，P（HCl）_g較小，鎂離子水解生成氫氧化鎂，得不到氯化鎂，若要得到無水氯化鎂，則應通入HCl，而增大P（HCl）_g，抑制鎂離子的水解，故C錯誤；
D．由圖可知在HCl氣體壓強為0.25×10⁶Pa時，溫度由室溫升高至300℃，發生的反應為MgCl₂•6H₂O═Mg（OH）Cl+HCl+5H₂O，故D正確；
故答案為：AD；
（3）根據圖象曲線變化可知，反應①、③為放熱反應，隨著溫度的升高，平衡常數K逐漸減小，則lgK逐漸減小，而反應②為吸熱反應，升高溫度，平衡常數K逐漸增大，則lgK逐漸增大，所以Ⅰ表示的為反應③、Ⅱ曲線表示的為反應②，變化規律為：當△H＞0時，lgK隨溫度升高而增大，當△H＜0時，lgK隨溫度升高而減小；根據反應①和曲線Ⅰ（反應③反應）的反應熱可知，當溫度同等變化時，△H的數值越大lgK的變化越大，
故答案為：當△H＞0時，lgK隨溫度升高而增大，當△H＜0時，lgK隨溫度升高而減小；當溫度同等變化時，△H的數值越大lgK的變化越大；（或△H的數值越大，lgK隨溫度的變化程度越大）．

點評 本題考查較為綜合，涉及物質的量隨時間變化的曲線、化學平衡及其影響、化學平衡狀態的判斷等知識，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查學生的分析、理解能力及靈活應用能力．