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7.t℃时,将2molSO2和1molO2通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中,发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),△H=-Q,10分钟时反应达到化学平衡,此时测得反应物O2还乘余0.8mol,请填写下列空白
(1)从反应开始到达化学平衡,生成SO3的平均反应速为0.1mol/(L.min);平衡时SO2转化率为20%.
(2)下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是ABD(填标号,下同).
A.溶器内压强不再发生变化
B.SO2的体积分数不再发生变化
C.容器内气体原子总数不再发生变化
D.相同时间内消耗2nmolSO2的同时生成nmolO2
E.相同时间内消耗2nmolSO2的同时消耗nmolO2
(3)反应达到化学平衡后,以下操作将引起平衡向正反方向移动并能提高SO2转化率的是AC.
A.向容器中通入少量O2 B.向容器中通入少量SO2 C.降低温度
D.使用催化剂 E.向容器中通入少量氦气(已知:氦气和SO2、O2、SO3都不发生反应)
(4)t2℃时,若将物质的量之比n(SO2):n(O2)=1:1的混合气体通入一个恒温恒压的密闭容器中,反应达到平衡时,混合气体体积减少了20%.SO2的转化率为80%.

分析 (1)达到平衡时,反应物O2还剩余0.8mol,则参加反应的氧气的物质的量=(1-0.8)mol=0.2mol,根据方程式知,参加反应的二氧化硫物质的量为0.2mol×2=0.4mol,根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v(O2),再根据速率之比等于化学计量数之比计算v(SO3),转化率=$\frac{物质的量变化量}{起始物质的量}$×100%;
(2)可逆反应到达平衡时,同种物质的正逆速率相等,各组分的浓度、含量保持不变,由此衍生的其它一些量不变,判断平衡的物理量应随反应进行发生变化,该物理量由变化到不变化说明到达平衡;
(3)A.向容器中通入少量O2,即增大氧气的浓度,平衡正向移动;
B.向容器中通入少量SO2,SO2转化率降低;
C.使用催化剂,不会影响化学平衡的移动;
D.降低温度,平衡向放热反应方向移动;
E.向容器中通入少量氦气,当恒容时,各组分的浓度不变,则平衡不移动;
(4)假设SO2、O2均为1mol,根据体积减少20%计算平衡时总物质的量减少量,再利用差量法计算参加反应呀二氧化硫物质的量,进而计算二氧化硫的转化率.

解答 解:(1)2min时反应达到化学平衡,还剩余0.8 mo1氧气,则v(O2)=$\frac{\frac{1mol-0.8mol}{2L}}{2min}$=0.05mol/(L.min),速率之比等于化学计量数之比,则v(SO3)=2v(O2)=0.1mol/(L.min),
由方程式可知,参加反应的SO2为2×(1mol-0.8mol)=0.4mol,故SO2的转化率为$\frac{0.4mol}{2mol}$×100%=20%
故答案为:0.1mol/(L.min);20%;
(2)A.该反应为气体物质的量减小的反应,随反应进行容器内压强减小,当容器内压强不变,该反应达到平衡状态,故A正确;
B.SO2的体积分数不再发生变化,表明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,故B正确;
C.根据原子守恒,原子总数始终不变,所以原子总数不能作为判断平衡状态的依据,故C错误;
D.相同时间内消耗2nmolSO2的同时生成nmolO2,消耗2n mol SO2同时消耗n mol O2,相同时间内氧气的生成量与消耗量相等,即正反应速率等于逆反应速率,反应到达平衡,故D正确;
E.相同时间内消耗2nmolSO2的同时消耗nmolO2,都是指的是正反应方向,反应始终按该比例关系进行,不能作为判断平衡状态的依据,故E错误;
故答案:ABD;
(3)A.向容器中通入少量O2,即增大氧气的浓度,能使平衡正向移动并能提高SO2转化率,故A正确;
B.向容器中通入少量SO2,即增大二氧化硫的浓度,能使平衡正向移动但是能降低了SO2转化率,故B错误;
C.正反应为放热反应,降低温度,化学平衡正向移动,并能提高SO2转化率,故C正确;
D.使用催化剂,不会影响化学平衡的移动,也不会改变二氧化硫的转化率,故D错误;
E.向容器中通入少量氦气,当恒容时,各组分的浓度不变,则平衡不移动,故E错误,
故选:AC;
(4)t℃时,若将物质的量之比n(SO2):n(O2)=1:1的混合气体通入一个恒温恒压的密闭容器中,假设SO2、O2均为1mol,反应达到化学平衡时,混合气体体积减少了20%,则平衡时气体减少的物质的量为2mol×20%=0.4mol,
2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g) 物质的量减少
2                            1
0.8mol                      0.4mol
故二氧化硫的转化率为$\frac{0.8mol}{1mol}$×100%=80%,
故答案为:80%.

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、化学反应速率、平衡状态的判断等,注意理解掌握掌握判断平衡状态的方法,难度中等.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

19.下列有关氧族元素的叙述中,正确的是(  )
A.都能生成+6价化合物B.原子的最外层电子数都是6
C.都能生成稳定的氢化物D.单质在通常情况下均为固体

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

20.常温下,下列溶液的离子浓度关系式正确的是(  )
A.pH=6的H2S溶液中,c(H+)=c(HS-)=1×10-6mol•L-1
B.pH=a的醋酸溶液,稀释10倍后,其pH=b,则b=a+1
C.pH=2的醋酸溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合后,溶液pH<7:c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-
D.pH相同的①CH3COONa、②Na2CO3、③NaClO三种溶液的c(Na+):①<②<③

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

17.下列四组物质的质量相等,其中加热分解得到氨气的质量最大的是(  )
A.碳酸氢铵和氢氧化钠按物质的量1:1混合
B.硫酸铵和氢氧化钠按物质的量1:2混合
C.氯化铵和氢氧化钠按物质的量1:1混合
D.碳酸铵和氢氧化钠按物质的量1:2混合

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

2.甲醇是一种重要的化工原料.
(1)已知:①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ•mol-1
②H2O(l)═H2O(g)△H=+44.0kJ•mol-1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式CH3OH(l)+$\frac{3}{2}$ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8kJ/mol.
(2)甲醇与水蒸气催化重整可获得清洁能源,具有广泛的应用前景.其反应为:
CH3OH (g)+H2O (g)?CO2(g)+3H2(g)△H=-72.0kJ/mol
①该反应的平衡常数表达式为$\frac{c(C{O}_{2}){c}^{3}({H}_{2})}{c(C{H}_{3}OH)c({H}_{2}O)}$.
②下列措施中能使平衡时n(CH3OH)/n(CO2)减小的是(双选)CD.
A.加入催化剂                   B.恒容充入He(g),使体系压强增大
C.将H2(g)从体系中分离          D.恒容再充入1molH2O(g)

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

12.下列说法正确的是(  )
A.在100℃、101 kPa条件下,液态水的气化热为40.69 kJ•mol-1,则H2O(g)?H2O(l) 的△H=+40.69 kJ•mol-1
B.已知MgCO3的Ksp=6.82×10-6,则所有含有固体MgCO3的溶液中,都有c(Mg2+)=c(CO32-),且c(Mg2+)•c(CO32-)=6.82×10-6
C.已知:
共价键C-CC=CC-HH-H
键能/kJ•mol-1348610413436
则可以计算出反应 的△H为-384 kJ•mol-1
D.常温下,在0.10 mol•L-1的NH3•H2O溶液中加入少量NH4Cl晶体,能使NH3•H2O的电离度降低,溶液的pH增大

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

19.工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产,流程如图1所示:

(1)工业生产时,制取氢气的一个反应为:CO+H2O(g)?CO2+H2.T℃时,往1L密闭容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸气.反应建立平衡后,体系中c(H2)=0.12mol•L-1.该温度下此反应的平衡常数K=1(填计算结果).
(2)合成塔中发生反应N2(g)+3H2(g)?2NH3(g);△H<0.下表为不同温度下该反应的平衡常数.由此可推知,表中T1<573K(填“>”、“<”或“=”).
T/℃T1300T2
K1.00×1072.45×1051.88×103
(3)N2和H2以铁作催化剂从145℃就开始反应,不同温度下NH3的产率如图2所示.温度高于900℃时,NH3产率下降的原因是温度高于900℃时,平衡向左移动
(4)硝酸厂的尾气直接排放将污染空气,目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水,其反应机理为:
CH4(g)+4NO2=(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-574kJ•mol-1
CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-1160kJ•mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为:CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+N2(g)△H=-867kJ/mol
(5)氨气在纯氧中燃烧,生成一种单质和水.科学家利用此原理,设计成氨气-氧气燃料电池,则在碱性条件下通入氨气发生的电极反应式为2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O.

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

16.危险品的安全存放事关重大.
(1)电石是一种遇水即产生可燃性气体的物质,主要成分是CaC2,常含有杂质CaS.
①CaC2中所含化学键类型是离子键、非极性共价键阴离子电子式为
②写出CaC2与盐酸反应的化学方程式CaC2+2HCl═CaCl2+C2H2↑.
(2)Mg2Si遇水会产生自燃性气体,也是一种危险品.64g该自燃性气体在25℃101KPa下充分完全燃烧生成液态水和固态氧化物时放出akJ热量,写出该自燃性气体燃烧热的热化学方程式SiH4(g)+2O2(g)═SiO2(s)+2H2O(l)△H=-$\frac{a}{2}$kJ/mol.
(3)LiAlH4遇水立即发生爆炸性的猛烈反应并放出氢气,同时生成两种碱,写出此反应的化学方程式LiAlH4+4H2O=LiOH+Al(OH)3↓+4H2↑.
(4)格式试剂RMgX(R表示烃基、X表示卤素)遇水剧烈反应,生成可燃性烃RH和Mg(OH)X.
(5)NaCN是一种剧毒物质,处理该物质常用三种方法.
①CN-与S2O32-反应生成两种离子,一种与Fe2+可生成红色弱电解质,另一种与H作用产生能使品红溶液腿色的刺激性气体,写出离子反应方程式CN-+S2O32-=SCN-+SO32-
②用过氧化氢处理NaCN可生成可溶性碳酸盐和氨,写出离子反应方程式H2O2+CN-+OH-=CO32-+NH4+
③用氯气处理CN是选修一上介绍的一种方法,可谓以毒攻毒,请写出碱性条件下用氯气氧-化CN生成可溶性碳酸盐和一种空气中主要气体的离子反应方程式-5Cl2+12OH-+2CN-=10Cl-+2CO32-+6H2O+N2↑.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

17.下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是(  )
A.在0.1mol•L-1Na2CO3溶液中:c(OH-)=c(HCO3-)+2c(H2CO3-)+c(H+
B.在0.1mol•L-1Na2S溶液中:2c(Na+)=C(S2-)+C(HS-)+C(H2S)
C.向0.2mol•L-1NaHCO3溶液中加入等体积0.1 mol•L-1NaOH溶液:c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+
D.常温下,CH3COONa和CH3COOH混合溶液[pH=7,c(Na+)=0.1 mol•L-1]:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(CH3COOH)>c(H+)=c(OH-

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