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6.t℃時,將2molSO2和1molO2通入體積為2L的恒溫恒容密閉容器中,發(fā)生如下反應:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),△H=-196.6kJ/mol.2min時反應達到化學平衡,此時測得反應物O2還乘余0.8mol,請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />(1)從反應開始到達化學平衡,生成SO3的平均反應速率為0.1mol•L-1•min-1;平衡時SO2轉化率為20%.
(2)下列敘述能證明該反應已達到化學平衡狀態(tài)的是(填標號,下同)ABE.
A.溶器內壓強不再發(fā)生變化    
B.SO2的體積分數不再發(fā)生變化
C.容器內氣體原子總數不再發(fā)生變化   
D.相同時間內消耗2nmolSO2的同時消耗nmolO2
E.相同時間內消耗2nmolSO2的同時生成nmolO2
(3)反應達到化學平衡后,以下操作將引起平衡向正反方向移動并能提高SO2轉化率的是AD.
A.向容器中通入少量O2     B.向容器中通入少量SO2C.使用催化劑            D.降低溫度
E.向容器中通入少量氦氣(已知:氦氣和SO2、O2、SO3都不發(fā)生反應)
(4)t2℃時,若將物質的量之比n(SO2):n(O2)=1:1的混合氣體通入一個恒溫恒壓的密閉容器中,反應達到平衡時,混合氣體體積減少了20%,SO2的轉化率為80%.

分析 (1)根據平均反應速率v=$\frac{△c}{△t}$計算出反應速率;根據平衡時SO2轉化率=$\frac{轉化量}{起始量}$×100%計算;
(2)可逆反應達到平衡狀態(tài)時,正逆反應速率相等,反應體系中各物質的物質的量、物質的量濃度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不變,據此判斷平衡狀態(tài);
(3)根據化學平衡的影響因素來回答;
(4)依據反應前后氣體體積減少為反應氧氣的量分析計算.

解答 解:(1)還剩余0.8 mo1氧氣可知:反應消耗0.4mol SO2和0.2mol O2,生成0.4mol SO3,
三氧化硫的反應速率為v(SO3)=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.4mol}{2L}}{2min}$=0.1mol•L-1•min-1,
SO2轉化率=$\frac{轉化量}{起始量}$×100%=$\frac{0.4mol}{2mol}$×100%=20%,
故答案為:0.1mol•L-1•min-1;20%;
(2)A.容器內壓強不再發(fā)生變化,該反應兩邊氣體體積不相等,反應過程中壓強是變量,壓強不變,該反應達到了平衡狀態(tài),故A正確;
B.SO2的體積分數不再發(fā)生變化,表明正逆反應速率相等,達到了平衡狀態(tài),故B正確;
C.容器內氣體原子總數不再發(fā)生變化,根據原子守恒,原子總數始終不變,所以原子總數不能作為判斷平衡狀態(tài)的依據,故C錯誤;
D.相同時間內消耗2nmolSO2的同時消耗nmolO2,都是指的是正反應方向,因此不能作為判斷平衡狀態(tài)的依據,故D錯誤;
E.相同時間內消耗2nmolSO2的同時生成nmolO2,相同時間內消耗2n mol SO2等效于消耗n mol O2,同時生成n mol O2,正反應速率等于逆反應速率,故E正確;
故答案:ABE;
(3)A.向容器中通入少量O2,即增大氧氣的濃度,能使平衡正向移動并能提高SO2轉化率,故A正確;
B.向容器中通入少量SO2,即增大二氧化硫的濃度,能使平衡正向移動但是能降低了SO2轉化率,故B錯誤;
C.使用催化劑,不會影響化學平衡的移動,也不會改變二氧化硫的轉化率,故C錯誤;
D.降低溫度,化學平衡正向移動,并能提高SO2轉化率,故D正確;
E.向容器中通入少量氦氣,當恒容時,各組分的濃度不變,則平衡不移動,故E錯誤.
故選:AD;
(4)t℃時,若將物質的量之比n(SO2):n(O2)=1:1的混合氣體通入一個恒溫恒壓的密閉容器中,設二氧化硫和氧氣物質的量為1mol,反應達到化學平衡時,混合氣體體積減少了20%,則反應的氧氣體積為2×20%=40%,則反應的二氧化硫為80%,即轉化率為80%,
故答案為:80%.

點評 本題考查學生化學平衡的判斷和化學平衡的移動以及熱化學知識,題目難度較大,要求學生掌握判斷平衡狀態(tài)的方法,試題培養(yǎng)了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識解決實際問題的能力.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

19.下列說法正確的是( 。
A.已知2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H=-221 kJ•mol-1,則C(碳)的燃燒熱為110.5 kJ•mol-1
B.已知氫氣燃燒熱△H=-285.5 kJ•mol-1,則2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H=+285.5 kJ•mol-1
C.已知中和熱△H=-57.3 kJ•mol-1,若將含0.5 mol H2SO4的稀溶液與1 mol NaOH固體混合,放出的熱量小于57.3 kJ
D.含20.0 g NaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和,放出熱量28.7 kJ,則稀醋酸和稀NaOH溶液反應的熱化學方程式為:NaOH(aq)+CH3COOH(aq)═CH3COONa(aq)+H2O(l)△H>-57.4 kJ•mol-1

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17.下列元素不屬于主族元素的是( 。
A.B.C.D.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

14.在一容積為2L的密閉容器中加入2molA和3molB,保持溫度為30℃,在催化劑存在的條件下進行下列反應:A(g)+2B(g)?3C(g),達到平衡后生成1.2mol C,此時,平衡混合氣中C的體積分數為ω;若將溫度升高到70℃后,其他條件均不變,當反應重新達到平衡時,C的物質的量為2.1mol.
請回答下列問題,
(1)該反應的平衡常數K隨溫度升高而增大(填“增大”、“減少”或“不變”),該反應的焓變△H>0(填“>”、“<”或“=”).
(2)30℃時,平衡混合氣中C的體積分數ω=24%,A物質的轉化率與B物質的轉化率之比為3:4.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

1.化學平衡常數K的數值大小是衡量化學反應進行程度的標志,在常溫下,下列反應的平衡常數的數值如下:2NO(g)?N2(g)+O2(g) K1=1×1030
2H2(g)+O2(g)?2H2O(l) K2=2×1081
2CO2(g)?2CO(g)+O2(g)  K3=4×10-92以下說法正確的是(  )
A.常溫下,NO分解產生O2的反應平衡常數表達式為K1=[N2][O2]
B.常溫下,水分解產生O2,此時平衡常數的數值約為5×10-80
C.常溫下,NO、H2O、CO2三種化合物分解放出O2的傾向由大到小的順序為NO>H2O>CO2
D.以上說法都不正確

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

11.二甲醚(CH3OCH3)在未來可能替代柴油和液化氣作為潔凈液體燃料使用,工業(yè)上以CO和H2為原料生產CH3OCH3.工業(yè)制備二甲醚在催化反應室中(壓力2.0~10.0Mpa,溫度230~280℃)進行下列反應:
①CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H1=-90.7kJ•mol-1
②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2=-23.5kJ•mol-1
(1)在某溫度下,若反應①的起始濃度分別為:c(CO)=1mol/L,c(H2)=2.4mol/L,5min后達到平衡,CO的轉化率為50%,則5min內CO的平均反應速率為0.1mol/(L•min);
(2)反應②在t℃時的平衡常數為400,此溫度下,在0.5L的密閉容器中加入一定量的甲醇,反應到某時刻測得各組分的物質的量濃度如下:
物質CH3OHCH3OCH3H2O
c(mol•L-10.81.241.24
①此時刻v大于v(填“大于”“小于”或“等于”)
②平衡時二甲醚的物質的量濃度是1.6mol/L.
(3)以二甲醚、空氣、硫酸溶液為原料,以石墨為電極可直接構成燃料電池,則該電池的負極反應式為CH3OCH3-12e-+3H2O═2CO2+12H+;若以1.12L/min(標準狀況)的速率向電池中通入二甲醚,用該電池電解500mL 2mol/LCuSO4溶液,通電0.50min后,計算理論上可析出氧氣的體積(標準狀況)為1.68L.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

18.下列有關熱化學方程式的敘述正確的是(  )
A.已知甲烷的燃燒熱為890.3 kJ•mol-1,則甲烷燃燒的熱化學方程式可表示為CH4(g)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g)△H=-890.3 kJ•mol-1
B.已知C(石墨,s)=C(金剛石,s)△H>0,則金剛石比石墨穩(wěn)定
C.已知中和熱為△H=-57.4 kJ•mol-1,則1mol稀硫酸和足量稀NaOH溶液反應的反應熱就是中和熱
D.CO(g)的燃燒熱是283.0 kJ•mol-1,則2CO2(g)═2CO(g)+O2(g)反應的△H=+(2×283.0)kJ•mol-1

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

15.有鐵和鋅的混合物共9.3g,與500mL鹽酸恰好完全反應,在標準狀況下共收集到3.36LH2,求:
(1)鐵的質量是2.8g;
(2)反應前,鹽酸的物質的量濃度為0.6mol/L;
(3)寫出鋅與鹽酸反應的離子方程式并用雙線橋表示電子轉移.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

16.下列實驗操作能達到實驗目的是(  )
 實驗目的實驗操作
A制備Fe(OH)3膠體將NaOH濃溶液滴加到飽和FeCl3溶液中
B由MgCl2溶液制備無水MgCl2將MgCl2溶液加熱蒸干
C除去Cu粉中混有的CuO加入稀硝酸,過濾、洗滌、干燥
D用CCl4萃取碘水中的I2先從分液漏斗下口放出有機層,然后從上口倒出水層
A.AB.BC.CD.D

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