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2.接触法制硫酸工艺中,其主反应在450℃并有催化剂存在下进行:2SO2(g)+O2(g)$?_{加热}^{催化剂}$2SO3(g);△H=-190KJ•mol-1
(1)在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20mol SO2和0.10molO2,半分钟后达到平衡,测得容器中含SO3 8g,则V(O2)=0.002mol•L-1•min-1,计算此时化学平衡常数K1=100.
(2)若温度不变,继续通入0.20mol SO2和0.10mol SO3,则平衡移动方向及原因是正反应方向移动,因为此时的浓度商为44.4,小于平衡常数,达平衡后,化学平衡常数为K2,则K1、K2之间的关系为=(填“>”、“<”或“=”).
(3)有两只密闭容器A和B,A能保持恒容,B能保持恒压.起始时向容积相等的A、B中分别通入体积比为2:1的等量的SO2和O2,使之发生反应.则(填>、=、<;左、右;增大、减小、不变).
①达到平衡所需要的时间:t(A)<t(B)
②平衡时,SO2的转化率:a(A)<a (B)
③达到平衡时,在两容器中分别通入等量的Ar气.B中的化学平衡向左反应方向移动,A中的化学反应速率不变.

分析 (1)在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20mol SO2和0.10molO2,二氧化硫的浓度=$\frac{0.20mol}{5L}$=0.04mol/L,氧气浓度=$\frac{0.10mol}{5L}$=0.02mol,半分钟后达到平衡,测得容器中含SO3 8g,n(SO3)=$\frac{8g}{80g/mol}$=0.1mol,平衡浓度为$\frac{0.1mol}{5L}$=0.02mol/L,结合化学平衡三段式列式计算,
                2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)
起始量(mol/L)  0.04     0.02      0
变化量(mol/L) 0.02     0.01     0.02
平衡量(mol/L) 0.02     0.01     0.02
反应速率V=$\frac{△c}{△t}$,平衡常数K=$\frac{生成物平衡浓度幂次方乘积}{反应物平衡浓度幂次方乘积}$;
(2)若温度不变,继续通入0.20mol SO2和0.10mol SO3,计算浓度商和平衡常数比较平淡反应进行的方向,平衡常数只随温度变化;
(3)①A能保持恒容,B能保持恒压.起始时向容积相等的A、B中分别通入体积比为2:1的等量的SO2和O2,使之发生反应:2SO2+O2?2SO3,恒温恒容随反应进行压强减小速率减慢,恒温恒压容器中反应过程中压强增大,反应速率大;
②恒温恒容随反应进行压强减小速率减慢,恒温恒压容器中反应过程中压强增大,反应速率大转化率大;
③恒温恒容容器加入惰气总压增大,分压不变,平衡不动,反应速率不变;恒温恒压容器,加入惰气压强减小,平衡向气体体积增大的方向进行.

解答 解:(1)在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20mol SO2和0.10molO2,二氧化硫的浓度=$\frac{0.20mol}{5L}$=0.04mol/L,氧气浓度=$\frac{0.10mol}{5L}$=0.02mol,半分钟后达到平衡,测得容器中含SO3 8g,n(SO3)=$\frac{8g}{80g/mol}$=0.1mol,平衡浓度为$\frac{0.1mol}{5L}$=0.02mol/L,结合化学平衡三段式列式计算,
                2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)
起始量(mol/L)  0.04     0.02      0
变化量(mol/L) 0.02     0.01     0.02
平衡量(mol/L) 0.02     0.01     0.02
反应速率V=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.01mol/L}{5L}$=0.002mol/L•min,
平衡常数K=$\frac{生成物平衡浓度幂次方乘积}{反应物平衡浓度幂次方乘积}$=$\frac{0.0{2}^{2}}{0.0{2}^{2}×0.01}$=100,
故答案为:0.002;100;
(2)若温度不变,继续通入0.20mol SO2和0.10mol SO3,二氧化硫物质的量浓度c(SO2)=0.02mol/L+$\frac{0.20mol}{5L}$=0.06mol/L,c(O2)=0.01mol/L,c(SO3)=0.02mol/L+$\frac{0.10mol}{5L}$=0.04mol/L,Qc=$\frac{0.0{4}^{2}}{0.0{6}^{2}×0.01}$=44.4<K,反应正向进行,温度不变达到平衡状态时平衡常数不变,则K1、K2之间的关系为相同,
故答案为:正反应方向移动,因为此时的浓度商为44.4,小于平衡常数;=;
(3)①A能保持恒容,B能保持恒压.起始时向容积相等的A、B中分别通入体积比为2:1的等量的SO2和O2,使之发生反应:2SO2+O2?2SO3,恒温恒容随反应进行压强减小速率减慢,恒温恒压容器B中反应过程中压强增大,反应速率大,所以达到平衡所需要的时间A小于B,
故答案为:<;
②起始二氧化硫和氧气浓度相同,反应速率相同,过程中A为恒温恒容容器中的压强小于B恒温恒压容器,反应速率B>A,二氧化硫转化率A<B,
故答案为:<;
③恒温恒容B容器加入惰气总压增大,分压不变,平衡不动,反应速率不变;恒温恒压A容器,加入惰气压强减小,平衡向气体体积增大的方向进行,反应是气体体积减小的反应,所以平衡逆向进行;
故答案为:左;不变.

点评 本题考查化学平衡的计算,为高频考点,侧重于学生的分析能力和计算能力的考查,注意把握平衡常数的计算以及应用,把握做题的思路,难度不大.

练习册系列答案
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7.下列有关反应热的说法中正确的是(  )
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D.在101 kPa时,1 mol CH4完全燃烧生成CO2和水蒸气放出的热量就是CH4的燃烧热

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

8.如图:1,2-二溴乙烷可作汽油抗爆剂的添加剂,常温下它是无色液体,密度2.18g•cm-3,沸点131.4℃,熔点9.79℃,不溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂.在实验室中可以用如图所示装置制备1,2-二溴乙烷.其中分液漏斗和烧瓶a中装有乙醇和浓硫酸的混合液,试管d中装有溴水.

填写下列空白:
(1)写出a中的主要反应的化学方程式CH3CH2OH$→_{170℃}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH2=CH2↑+H2O.
(2)浓硫酸的作用是催化剂、脱水剂,碎瓷片的作用是:防止暴沸.
(3)写出d中的化学反应方程式CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br 反应类型:加成反应.
(4)安全瓶b可以防止倒吸,并可以检查实验进行时试管d是否发生堵塞.请写出发生堵塞时瓶b中的现象b中水面会下降,玻璃管中的水面会上升,甚至溢出.
(5)容器c中NaOH溶液的作用是:除去乙烯中带出的酸性气体(或除去CO2、SO2).
(6)有同学提出分离1,2-二溴乙烷和溴的混合物,将混合物倒入稀的NaOH溶液,然后分离,此时所需两种主要的玻璃仪器是:分液漏斗和烧杯.
(7)如果将产品1,2-二溴乙烷进行完全消去反应可以生成一种气态烃,该烃的结构式为:H-C≡C-H.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

5.用食用白醋(醋酸浓度约1mol•L-1)进行下列实验,能证明醋酸为弱电解质的是(  )
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12.NH3的摩尔质量为17g/mol;3.4g NH3所含氢原子数为0.6NA(用NA表示阿伏加德罗常数的值),与标准状况下3.36L L的CH4所含氢原子数相同.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

7.氢化镁(MgH2)既可用于劣质燃料的助燃又可同时脱硫脱硝.有关原理如下:
MgH2(s)?Mg(s)+H2(g)△H1
2Mg(s)+O2(g)?2MgO(s)△H2
2MgO(s)+2SO2(g)?2MgSO4(s)△H3
(1)①MgH2的电子式为[H:]-Mg2+[H:]-
    ②反应:SO2(g)+MgH2(s)+O2?MgSO4(s)+H2(g)的△H=△H1+$\frac{1}{2}$(△H2+△H3)(用含△H1、△H2、△H3
的代数式表示).
(2)1300℃时,不同微粒的MgH2分解时放氢容量与时间的关系如图1所示.

则粒径A、B、C从小到大的顺序是A<B<C.
(3)在2L的恒容密闭容器中加入1molMgO、1molSO2和0.5molO2,发生反应:2MgO(s)+2SO2(g)+O2(g)?2MgSO4(s)△H3,测得SO2的平衡转化率与温度的关系如图2所示.
①该反应的△H3<(填“>”或“<“,下同)0;Q点的反应速率:v(正)>v(逆).
②P点对应温度下该反应的平衡常数为128.
③为提高SO2的转化率,除改变温度外,还可采取的措施有增大压强或者增大氧气的量(任写2点).
(4)镁铝合金(Mg17Ar12)是一种贮氢合金,完全吸氢时生成氢化镁和金属铝,该吸氢反应的化学方程式为Mg17Al12+17H2=17MgH2+12Al.7.32gMg17Ar12完全吸氢后所得的产物与足量稀H2SO4反应,释放出的氢气在标准状况下的体积为11.648L.

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14.根据下列信息完成下列各题:
写出下列反应的离子方程式:
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11.我国古代四大发明之一的黑火药是由硫磺粉、硝酸钾和木炭粉按一定比例混合而成的,爆炸的反应为:S+2KNO3+3C═K2S+N2↑+3CO2↑,下列说法中正确的是(  )
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

12.生活中处处有化学,下列表述不正确的是)(  )
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D.固体煤经处理变为气体燃料后,可以减少SO2和烟尘的污染,且燃烧效率高

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