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工业制硫酸生产流程如图甲:

( 1)在沸腾炉中,需要将黄铁矿粉碎的目的是
 

(2)在催化反应室,下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有
 
.(填写编号)
a.减少压强         b.升高温度       c.不断补充空气       d.及时分离出SO3
(3)在生产中,为提高催化剂效率采取的措施有
 
 
(答出2点).
(4)在450℃、常压和钒催化条件下,在容积为VL的恒容容器中加入2n molSO2和n mol O2;判断反应达到平衡状态的标志是
 
.(填写编号)
a.SO2和SO3浓度相等         b.SO2百分含量保持不变
c.容器中气体的压强不变       d.SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等
反应达若平衡后测得平衡常数为K,此时O2的转化率为x,则K和x的关系满足K=
 

(5)图乙中1、2表示该SO2和O2的反应在时刻t1达到平衡、在时刻t2因改变某个条件而发生变化的情况:
①图1中时刻t2发生改变的条件是
 

②图2中时刻t2发生改变的条件是
 

考点:物质的量或浓度随时间的变化曲线,工业制取硫酸,化学平衡状态的判断
专题:化学平衡专题
分析:(1)黄铁矿粉碎会增大反应物的接触面积加快反应速度;
(2)提高SO2平衡转化率,促进化学平衡向右移动,根据化学平衡移动影响因素判断;
(3)提高催化剂效率可以通过净化气体、控制温度在400~500℃、增大催化剂与反应气体的接触面积;
(4)根据化学平衡状态特征判断;根据“三段式”来进行计算得出结论;
(5)根据外界条件对化学平衡的影响判断.
解答: 解:(1)反应物接触面积越大,反应越剧烈,黄铁矿粉碎会增大反应物的接触面积,加快反应速度,故答案为:增大固体的接触面积,提高反应速率;
(2)提高SO2平衡转化率,促进化学平衡向右移动,
a.正反应方向气体体积减小,减小压强,化学平衡向逆反应方向移动,故a错误;
b.正反应方向放热,升高温度,化学平衡向正反应方向移动,故b错误;
c.增大氧气浓度,化学平衡向右移动,故c正确;
d.减小生成物浓度,化学平衡向右移动,故d正确;
故选:cd;
(3)提高催化剂效率可以通过净化气体、控制温度在400~500℃、增大催化剂与反应气体的接触面积,
故答案为:净化气体、控制温度在400~500℃;增大催化剂与反应气体的接触面积等;
(4)a、SO2和SO3浓度相等,并不能说明各物质浓度不变,不能判断是否平衡,故a错误;
b、SO2百分含量保持不变,即各物质浓度不再发生变化,达到化学平衡状态,故b正确;
c、反应前后气体物质的量不同,容器中气体的压强不变,则达到化学平衡状态,故c正确;
d、SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等,均为正反应方向,不能判断正逆反应速率是否相等,不能判断是否平衡,故d错误;
故选bc;
  根据题意:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),
初始物质的量:2n         n         0
变化物质的量:2nx        nx       2nx         
平衡物质的量:2n-2nx     n-nx      2nx
则平衡常数为K1=
c2(SO3)
c2(SO2)?c(O2)
=
(
2nx
V
)2
(
2n-2nx
V
)2?(
n-nx
V
)
=
Vx2
n(1-x)3

故答案为:bc;
Vx2
n(1-x)3

(5)①图1中,t2正逆反应速率同时同等程度增大,由于反应前后气体物质的量不同,增大压强化学平衡发生移动,即正逆反应速率变化程度不同,所以外界条件只能为加入催化剂,故答案为:加入催化剂;
②图2中时刻t2SO3浓度增大,SO2浓度减小,即化学平衡向右移动,又由于在t2时,二者浓度不变,即压强不变,或者说,不是因为压强变化而导致平衡的移动,只能为温度的影响,所以条件为降低温度,故答案为:降低温度.
点评:本题是一道综合性的考题,涉及化学反应速率、化学平衡常数、化学平衡的移动以及v-t图的知识,难度较大,综合性强.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

煤化工中常常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及热值等问题.
(1)在一定条件下:①C(g)+CO2(g)?2CO(g)△H1
②C(g)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)△H2
③CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g)△H3
则△H1、△H2、△H3之间的关系是
 

如果在一定温度下,三个反应的平衡常数分别为K1、K2 和K3;K1、K2、K3之间的关系是
 

(2)CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g)平衡常数随温度变化如表1:
                表1:
温度∕℃ 400 500 800
平衡常数 9.94 9 1
①上述正反应是
 
(填“放热”或“吸热”)反应.
②800℃发生上述反应,以表2中的物质的量投入恒容反应器,其中向正反应方向移动才能建立化学平衡的有
 
(填序号)
                 表2:
A B C D E
n(CO2 3 1 0 1 1
n(H2 2 1 0 1 2
n(CO) 1 2 3 0.5 3
n(H2O) 5 2 3 2 1
③若反应在500℃进行,CO、H2O的起始浓度均为0.02mol∕L,在该条件下,CO的最大转化率为
 

④若反应在800℃进行,设起始CO和H2O(g)共5mol,水蒸气的体积分数为x;平衡时CO转化率为y,则y随x变化的函数关系式为:y=
 

⑤在V L密闭容器中通入CO和H2O(g)各10mol,在T℃达到平衡,然后急速除去水蒸气(除水蒸气时各物质的物质的量不变),将混合气体燃烧,测得放出的热量为2842kJ,则T℃平衡常数K=
 
.(CO的燃烧热283kJ?mol-1,H2的燃烧热286kJ?mol-1

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科目:高中化学 来源: 题型:


若X为乙醇,W是O2,则Y是
 
,Z是
 
.X与Z的相对分子质量相差
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

写出由丙烯制取聚丙烯的反应方程式
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

按要求完成下列问题
(1)系统命名:
 

(2)与H2加成生成2,5-二甲基己烷的炔烃的结构简式
 

(3)乙醛与银氨溶液反应的化学方程式为:
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

根据所学知识填写下列空白.
(1)用系统命名法命名:
 

(2)写出下列有机物的结构简式:2,6-二甲基-4-乙基辛烷:
 

(3)写出下列反应的化学方程式并分别指出其反应类型:
①将苯与浓硫酸和浓硝酸的混合液共热:
 
;反应类型为:
 

②1-丁烯与氯化氢反应:
 
;反应类型为:
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列叙述正确的是
 

①乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色,发生加成反应;
②苯在一定条件下,既能发生取代反应,又能发生加成反应;
③乙烯在常温常压下可以与氢气、HCl发生加成反应;
④CH2═CH-CH3+Br2
光照
CH2Br-CH═CH2+HBr属于加成反应;
⑤苯使溴水褪色发生加成反应;
⑥苯与液溴在三氯化铁作催化剂的条件下发生加成反应;
⑦乙烷、乙醇、乙酸、苯、纤维素、油脂、蛋白质均能发生取代反应;
⑧乙烯通入溴水中发生取代反应;
⑨乙醇可以被氧化为乙酸,二者都能发生酯化反应.

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列有关排列顺序正确的是(  )
A、微粒半径:S>O>N
B、熔沸点:HF>HBr>HCl
C、酸性:H2SO4>HClO4>H2CO3
D、碱性:Al(OH)3>Mg(OH)2>NaOH

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科目:高中化学 来源: 题型:

最早绘制出元素周期表的科学家是(  )
A、爱迪生B、门捷列夫
C、丁达尔D、道尔顿

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