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19.如图,将4mol SO2和2mol O2混合气体置于恒压密闭容器中,在一定温度下发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H<0.该反应达到平衡状态时,测得气体的总物质的量为4.2mol.回答:
(1)在达到平衡状态A的容器中通入少量O2,体系中SO2的体积分数减小(填“增大”或“减小”或“不变”),若要使SO2的体积分数再变到与平衡状态A相同,可采取的措施有:通入适量SO2或者给体系升温.
(2)在该平衡状态时,n(SO3)=3.6mol
(3)若起始时加入1.2mol SO2、0.6molO2和xmolSO3,达到平衡状态时,各气体的体积分数与上述平衡状态相同,x的取值范围为任意值
(4)若反应开始时V(逆)>V(正),达到上述平衡状态时,气体的总物质的量仍为4.2mol,则起始时n(SO3)的取值范围是3.6<n(SO3)≤4.

分析 (1)恒温恒压下,通入少量O2能使平衡正向移动并能提高SO2转化率,导致体系中SO2的体积分数减小,若要使SO2的体积分数再变至与原平衡状态A相同,可通入适量SO2,或给体系升温使平衡逆向移动;
(2)依据化学平衡三段式列式计算,设生成三氧化硫物质的量为2x,根据平衡时混合气体总物质的量为2.4mol列式计算得到三氧化硫物质的量;
(3)等压容器中,若起始时a=1.2mol,b=0.6mol,a:b=2:1,等于起始时加入的2mol SO2和1mol O2的量的比值,二者建立的平衡一定为等效平衡;
(4)若原平衡状态A是在恒温恒容下达到的,达到的平衡状态与A相同,按化学计量数完全转化到左边满足n(SO2)=4mol、n(O2)=2mol,要使反应开始时向逆方向进行,则c应大于原平衡时三氧化硫物质的量,若二氧化硫、氧气为0时,可以确定c的最大值.

解答 解:(1)在达到平衡状态A的容器中再通入少量O2,瞬间增大氧气的浓度,能使平衡正向移动并能提高SO2转化率,导致体系中SO2的体积分数减小,若要使SO2的体积分数再变至与原平衡状态A相同,可通入适量SO2,或给体系升温使平衡逆向移动;
故答案为:减小;通入适量SO2;给体系升温;
(2)设反应达到平衡时生成三氧化硫物质的量为2x,
                 2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),△H<0
起始(mol) 4              2                0
变化(mol) 2x             x               2x
平衡(mol) 4-2x          2-x            2x
则:(4-2x)+(2-x)+2x=4.2,
解得:x=1.8mol,即在该平衡状态时n(SO3)=3.6 mol,
故答案为:3.6mol;
(3)等压容器中,若起始时1.2mol SO2、0.6mol O2和x mol SO3,二氧化硫和氧气的物质的量之比是2:1,等于起始时加入的:4mol SO2和2mol O2的量的比值,反应2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H<0产物只有三氧化硫,无论三氧化硫的量为多少,利用一边倒的方法,转化为二氧化硫和氧气的量之比均为2:1,二者建立的平衡一定为等效平衡,故达到平衡后各气体的体积分数与平衡状态A相同,
故答案为:任意值;
(4)若原平衡状态A是在恒温恒容下达到的,达到的平衡状态与A相同,按化学计量数完全转化到左边满足n(SO2)=4mol、n(O2)=2mol,要使反应开始时向逆方向进行,则c>3.6,SO2和O2的量均为0,c有值最大时,4molSO2、2molO2完全转化可以得到4molSO3,则起始时n(SO3)的取值范围是:3.6<n(SO3)≤4,
故答案为:3.6<n(SO3)≤4.

点评 本题考查了化学平衡的计算,题目难度中等,明确化学平衡及其影响为解答关键,注意掌握三段式在化学平衡计算中的应用,试题培养了学生的化学计算能力.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

6.25℃时,0.1mol•L-1的某一元弱酸溶液中酸的电离度为a%,则该溶液的pH为(  )
A.1B.1-aC.2-lg aD.3-lg a

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科目:高中化学 来源:2016-2017学年四川省高一上10月月考化学试卷(解析版) 题型:实验题

(I)检验某溶液中是否含SO42-的正确操作顺序是:取少量未知溶液,加入____________________,若出现 现象,再加入_____________,若出现 现象,证明原溶液含有SO42-;BaSO4和NaCl的悬浊液在分离过程中涉及到过滤、洗涤沉淀操作,证明滤纸上的BaSO4沉淀已经洗净的方法是_______________。

(Ⅱ)现有A、B两种有机物的液体混合物,如果A、B互溶,且相互不发生化学反应。在常压下,A的沸点为35℃,B的沸点为200℃。回答下列问题:

(1)分离上述A、B的混合物,常用的方法是 ,需要的玻璃仪器有酒精灯、温度计、牛角管、蒸馏烧瓶,还有 (每空1分)。

(2)应用上述分离操作,首先得到的物质是

(3)点燃酒精灯前的最近一步操作是

(Ⅲ)下图是硫酸试剂瓶标签上的内容:

(1)该硫酸的物质的量浓度是 mol·L-1。

(2)某化学兴趣小组进行硫酸性质的实验探究时,需要240 mL 4.6 mol·L-1的稀硫酸,则需要取 mL的该硫酸。将上述硫酸进行稀释的实验操作为

(3)用上述硫酸配制240 mL 4.6 mol·L-1的稀硫酸,实验仪器有:

①50 mL量筒 ②100 mL量筒 ③托盘天平 ④玻璃棒

⑤250 mL容量瓶 ⑥胶头滴管 ⑦烧杯 ⑧锥形瓶

实验时使用选用仪器的先后顺序为

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

7.(1)(1)人们常用催化剂来选择反应进行的方向.如图1所示为一定条件下1mol CH3OH与O2发生反应时,生成CO、CO2或HCHO的能量变化图[反应物O2(g)和生成物H2O(g)略去].
①写出1mol HCHO与O2反应主要生成CO和H2O(g)的热化学方程式:HCHO(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═CO(g)+H2O(g)△H=-235kJ•mol-1
②CH3OH与O2在有催化剂作用下反应,产物中HCHO比率大大提高的原因是催化剂使生成HCHO的活化能降低,同时使生成CO的活化能升高,并且生成HCHO的活化能低于生成CO的活化能.
(2)①一定温度下,将N2H4与NO2以体积比为1:1置于容积固定的容器中发生反应2N2H4(g)+2NO2(g)?3N2(g)+4H2O(Ⅰ)△H<0,下列能说明反应达到平衡状态的是AD.
A.混合气体密度保持不变B.2vg正(NO2)=2v(N2
C.N2H4与NO2体积比保持不变D.体系压强保持不变
②在某温度下,10L密闭容器中发生上述反应,容器内部分物质的物质的量变化如下表:
物质的量/mol
时间
n(N2H4N(NO2N(N2
起始2.03.00
第2min1.5a0.75
第4min1.2b1.2
第6min1.0c1.5
第7min1.0c1.5
i.前2min内NO2的平均反应速率为0.025mol•L-1•min-1(保留2位有效数字,下同).
该温度下反应的平衡常数K8.4.
ii.关于上述反应,下列叙述不正确的是A.
A.达到平衡时,移走部分N2,平衡将向右移动,正反应速率加快
B.缩小容器的体积,平衡将向右移动,c(N2H2)将变大
C.在相同的条件下,若使用甲催化剂能使正反应速率加快105倍,使用乙催化剂能使逆反应速率加快108倍,则应该选用乙催化剂
D.若保持平衡时的温度和压强不变,再向容器中充入He,则此时v(逆)>v(正)
iii.请画出该反应中n(NO2)随时间变化曲线并画出在第7min时分别升温、加压的情况下n(NO2)随时间变化示意图(在图2上注明变化的条件).

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

14.甲烷,甲醇,乙酸是化工产品的重要原料.
(1)已知:以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法.
CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H=+206.2kJ•mol-1
CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)△H=+247.4kJ•mol-1
①请写出CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式:
②将0.1mol CH4和0.2mol H2O(g)通入体积为10L的密闭容器里,在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g),CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图:
已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示的平均反应速率为;图中的P1<P2(填“<”、“>”或“=”);
(2)分别将1molCO和2molH2置于恒容容器Ⅰ、恒压容器Ⅱ和恒容绝热容器Ⅲ中(三容器起始容积相同),在催化剂作用下自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H<0.
①若起始温度相同,则达平衡时各容器中CH3OH含量由大到小的顺序:(填容器编号),达到平衡所需时间是I>Ⅱ(填“<”、“>”或“=”)
②平衡时,测得容器I中的压强减小了30%,则该容器中CO的转化率为45%.
(3)甲烷直接合成乙酸具有重要的理论意义和应用价值.光催化反应技术使用CH4和(填化学式)直接合成乙酸,且符合“绿色化学”的要求(原子利用率100%).若室温下将amol•L-1的乙酸溶液和bmol•L-1Ba(OH)2溶液等体积混合,恢复室温后有2c(Ba2+)=c(CH3COO-),请用含a和b的代数式表示乙酸的电离平衡常数Ka=$\frac{2b×1{0}^{-7}}{a-2b}$.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

4.下列关于金属的一些说法不正确的是(  )
A.合金的性质与其成分金属的性质不完全相同
B.工业上金属Mg、Al都是用电解熔融的氯化物制得的
C.黑色的氧化铜灼烧会变成砖红色
D.将表面有铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡,除去铜绿

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

11.关于2mol二氧化碳的叙述中,正确的是(  )
A.摩尔质量为44gB.质量为88g/mol
C.有4mol氧原子D.分子数为6.02×1023

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

8.为研究铜与浓硫酸的反应,某化学兴趣小组进行如下实验.
实验I:反应产物的定性探究--按如图装置(固定装置已略)进行实验:

(1)F装置的烧杯中发生反应的离子方程式是SO2+2OH-=SO32-+H2O;
(2)实验过程中,能证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素的现象是D装置中黑色固体颜色无变化,E装置中溶液褪色
(3)实验结束时,撤去所有酒精灯之前必须完成的实验操作是拉起铜丝,关闭K1,K2
(4)实验结束后,证明A装置试管中反应所得产物是否含有铜离子的操作方法是将A装置中试管内冷却后的混合物沿杯壁(或玻璃棒)缓缓倒入盛有水的烧杯中,并不断搅拌,若溶液变蓝,证明含有Cu2+
,若溶液变蓝,证明含有Cu2+
实验Ⅱ:反应产物的定量探究
(5)在铜与浓硫酸反应的过程中,发现有黑色物质出现,且黑色物质为Cu2S.产生Cu2S的反应为
aCu+bH2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$cCu2S+dCuSO4+e H2O,则a:b=5:4
(6)为进一步探究该黑色物质的成分,经查阅相关文献获得下列资料.
资料1:
硫酸/mol•L-1黑色物质出现的温度/℃黑色物质消失的温度/℃
14Cu 片表面无明显现象
15约150约236
16约140约250
18约120不消失
资料2:X-射线晶体分析表明,铜与浓硫酸反应生成的黑色物质为Cu2S、CuS、Cu7S4中的一种或几种.仅由上述资料可得出的如下结论中正确是ABD.
A.铜与浓硫酸反应时所涉及的反应可能不止一个
B.硫酸浓度选择适当,可避免最后产物中出现黑色物质
C.该反应发生的条件之一是硫酸浓度≥15mol/L
D.硫酸浓度越大,黑色物质越快出现、越难消失.

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科目:高中化学 来源: 题型:推断题

9.A、B、C、D、E五种元素中只有E为金属元素,五种元素的原子叙述按B、D、C、A、E的顺序依次增大,D、C元素在元素周期表中位置相邻,在一定条件下,B的单质可以分别和A、.C、D的单质化合生成甲、乙、丙化合物,C的单质和D的单质化合物可得丁,戊、己、庚均为化合物.已知乙、丙每个分子中均含有10个电子,图为相互转化关系.
(1)写出实验室制取A的单质的离子反应方程式:MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O.
(2)戊的分子式为HClO.B与D形成的原子个数比为2:1的化合物中,D原子最外层为8电子结构,请写出该化合物的电子式
(3)A的单质与丙常温下发生反应生成甲与D的单质,该反应的化学方程式3Cl2+2NH3=N2+6HCl.
(4)实验室配制庚溶液的是按方法是向盐酸中加入适量的FeCl2晶体,搅拌溶解,然后加水稀释,并加入少许铁粉.

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同步练习册答案