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【题目】运用化学反应原理研究氮、硫等单质及其化合物的反应有重要意义。

(1)硫酸生产过程中2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),平衡混合体系中SO3的百分含量和温度的关如图所示,根据如图回答下列问题:

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)__________反应(填吸热”“放热”)。

②一定条件下,将SO2O2以体积比为2︰1置于一体积不变的密闭容器中发生反应,能说明该反应已达到平衡的是________(填选项字母)。

a.体系的密度不发生变化

b.SO2SO3的体积比保持不变

c.体系中硫元素的质量分数不再变化

d.单位时间内转移4 mol电子,同时消耗2 mol SO3

e.容器内的气体分子总数不再变化

V2O5可作为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的催化剂,催化循环机理可能为:V2O5氧化SO2时,自身被还原为四价钒氧化物;四价钒氧化物再被氧气氧化为V2O5。写也该催化循环机理的化学方程式__________________

(2)一定条件下,合成氨反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0。图1表示在2 L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线。图2表示在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对此反应平衡的影响。

①由图1信息,从11 min起其他条件不变,压缩容器的体积为1 L,则n(N2)的变化曲线为________(“a”“b”“c”“d”,下同);增加氮气的物质的量,则n(N2)的变化曲线为________

②由图2信息,a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是________点,T2____T1(“>”“=”“<”)。

【答案】< be SO2+V2O5=SO3+2VO2 4VO2+O2=2V2O5 d b c >

【解析】

(1)①根据图像,随着温度的升高,SO3的百分含量降低,即升高温度,平衡向逆反应方向进行,根据勒夏特列原理,正反应为放热反应,即△H<0;

②a、组分都是气体,气体质量不变,容器为恒容状态,气体体积不变,根据密度定义,密度任何时刻保持不变,即密度不变,不能说明反应达到平衡,故a不符合题意;

b、SO2SO3的体积比保持不变,得出SO2SO3的物质的量保持不变,即达到平衡,故b符合题意;

c、根据原子守恒,体系中硫元素的质量分数始终保持不变,不能说明反应达到平衡,故c不符合题意;

d、转移4mol电子,有消耗或生成2molSO3,不能说明反应达到平衡,故d不符合题意;

e、向正反应方向进行,气体物质的量减小,分子总数减小,当分子总数不变,说明反应达到平衡,故e符合题意;

③根据题意,V2O5氧化SO2SO3,自身被还原成为VO2,反应方程式为V2O5+SO2=SO3+2VO2,VO2被氧气氧化成V2O5,反应方程式为4VO2+O2=2V2O5

(2)①压缩容器,改变瞬间N2的物质的量不变,压缩容器的体积,相当于增大压强,根据勒夏特列原理,增大压强,此反应向正反应方向进行,N2的物质的量减小,即dn(N2)变化曲线;增加N2的物质的量,N2的物质的量增加,平衡向正反应方向进行,N2物质的量减少,即b代表n(N2)的变化曲线;

②增加H2的起始量,N2的转化率增大,即N2的转化率最高的点是c;氢气起始量相同时,温度T1平衡后,氨气的含量更高,该反应为放热反应,降低温度平衡向正反应方向移动,因此T1<T2

练习册系列答案
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请回答下列问题:

(1)Pt(a)电极是电池的________极,电极反应式为__________________;Pt(b)电极发生________(填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式为___________

(2)电池的总反应方程式为____________________

(3)如果该电池工作时电路中通过2 mol电子,则消耗的CH3OH有______mol。

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2Cs+O2g)=2COg)△H2=﹣221kJmol1

2Alg+N2g)=2AlNs)△H3=﹣318kJmol1

则碳热还原Al2O3合成氮化铝的总热化学方程式为_____

2)在常压,Ru/TiO2催化下,CO2H2混合气体(体积比14,总物质的量a mol)进行反应,测得CO2的转化率、CH4CO的选择性随温度的变化情况分别如图1和图2所示(选择性:转化的CO2中生成CH4CO的百分比)。

反应Ⅰ:CO2g+4H2gCH4g+2H2Og)△H1

反应Ⅱ:CO2g+H2gCOg+H2Og)△H2

①下列说法不正确的是_____(填序号)。

A.△H1小于零

B.温度可影响产物的选择性

CCO2的平衡转化率随温度升高先增大后减少

D.其他条件不变将CO2H2的初始体积比改变为13,可提高CO2的平衡转化率

350℃时,反应Ⅰ在t1时刻达到平衡,平衡时容器的体积为VL.则该温度下反应Ⅰ的平衡常数为____(用aV表示)。

350℃时,CH4的物质的量随时间的变化曲线如图所示。画出400℃时,0t1时间段内,CH4的物质的量随时间的变化曲线。____

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