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在一定条件下发生化学反应:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-197kJ/mol.现有容积均为1L的甲、乙、丙、丁 四个容器,在上述条件下分别充入气体,到达平衡时,反应放出的热量(Q),及平衡时的转化率(X)如下表所示:
容器起始时各物质的量到达平衡时放出的热量(QkJ)平衡时SO2转化率 (X)
SO2(mol)O2(mol)SO3(mol)N2
21Q1X1
10.5Q2=39.4X2
10.51Q3X3
1.80.90.2Q4X4
(1)下列说法一定正确的是______
a、2Q3=2Q2<Q1<197kJ                b、2X3=2X2<X1<100%
c、Q1>Q4 且 X1>X4                  d、SO3的质量m:m=m>2m
e、容器内压强p:p=p>2p        f、c(SO2)与c(O2)之比k:k=k>k
h、若乙的体积为2L,则到达平衡时放出的热量小于39.4kJ
(2)某时刻甲容器内反应达到平衡,保持恒温恒容;
①假设又向容器内加入一定量的SO2气体,则X(SO2)______(填“增大”或“减小”),O2的浓度______(填“增大”或“减小”)
②假设又向容器中加入一定量的SO3(g),X(SO2)______ (填“增大”或“减小”)
(3)平衡时,乙容器中SO2的体积分数为______%(保留两位有效数字),该反应的平衡常数为______(填具体值和单位,保留两位有效数字)
(4)如图表示某一时间段中该反应反应速率与反应过程的关系(t2、t4、t5)时刻改变的条件都只有一个).
①t 2时改变的条件是______;
②若t5时降低压强,试画出t-v图象
③若各阶段对应的平衡常数如图所示
1-t 23-t 44-t 56-t 7
K1K2K3K4
则各平衡常数间的大小关系为______(由大到小排列)
【答案】分析:(1)a、乙、丙两个容器容积相同,所充气体物质的量相同,丙中所充氮气对平衡无影响,所以乙、丙建立等效平衡,二氧化硫转化率相同,Q2=Q3
甲、乙两个容器容积相同,甲中相应物质的物质的量为乙中2倍,压强比乙中高,相对乙平衡而言甲中平衡右移,二氧化硫转化率增大,可逆反应不能完全反应,故2Q2<Q1
b、乙、丙两个容器容积相同,所充气体物质的量相同,丙中所充氮气对平衡无影响,所以乙、丙建立等效平衡,二氧化硫转化率相同;
甲、乙两个容器容积相同,甲中相应物质的物质的量为乙中2倍,压强比乙中高,相对乙平衡而言甲中平衡右移,二氧化硫转化率增大,但小于乙中的2倍,放出热量39.4kJ,参加反应的二氧化硫为×0.2mol=0.4mol,故二氧化硫的转化率为×100%=40%.
c、甲与丁相比,二者为等效平衡,平衡时二氧化硫的物质的量相同,故甲中反应生成的二氧化硫比丁中多.
d、甲与丁为等效平衡,平衡时三氧化硫的质量相同,乙、丙建立等效平衡,平衡时三氧化硫的质量相同;
甲、乙两个容器容积相同,甲中相应物质的物质的量为乙中2倍,压强比乙中高,相对乙平衡而言甲中平衡右移,转化率增大,平衡时甲容器内三氧化硫的物质的量大于乙容器内三氧化硫的二倍.
e、甲与丁为等效平衡,平衡时对应各组分的物质的量物质的量相同,总的物质的量相同,压强相同;
甲、乙两个容器容积相同,甲中相应物质的物质的量为乙中2倍,压强比乙中高,相对乙平衡而言甲中平衡右移,转化率增大,平衡时甲容器内总的物质的量小于乙容器内总的物质的量的二倍.
f、甲、乙、丙中起始c(SO2)与c(O2)之比为2:1,反应按2:1进行,任何时刻c(SO2)与c(O2)之比为2:1.
h、若乙的体积为2L,压强减小,二氧化硫的转化率降低.
(2)某时刻甲容器内反应达到平衡,保持恒温恒容;
①向容器内加入一定量的SO2气体,平衡向正反应移动,氧气的转化率增大,二氧化硫的转化率减小.则X(SO2);
②向容器中加入一定量的SO3(g),平衡向逆反应移动,二氧化硫的转化率降低.
(3)利用反应热计算参加反应的二氧化硫的物质的量,再利用转化率定义计算.
根据三段式计算各物质的浓度变化量、平衡时各物质的浓度,代入平衡常数表达式计算平衡常数.
(4)①由图可知,t 2时正、逆反应速率都增大,且平衡向逆反应移动,该反应正反应是体积减小的放热反应,故应为升高温度.
②若t5时降低压强,平衡向逆反应移动,t5瞬间正、逆反应速率,正反应速率降低更多.
③根据平衡移动解答K1、K2、K3、K4、K5之间的关系.
t2-t3段,为升高浓度,平衡向逆反应移动,平衡常数降低,即K1>K2
t4-t5段,平衡不移动,反应速率增大,为使用催化剂,平衡常数不变,即K2=K3
t5-t6段,降低压强,平衡向逆反应移动,平衡常数不变,即K3=K4
解答:解:(1)a、乙、丙两个容器容积相同,所充气体物质的量相同,丙中所充氮气对平衡无影响,所以乙、丙建立等效平衡,二氧化硫转化率相同,故Q2=Q3;甲、乙两个容器容积相同,甲中相应物质的物质的量为乙中2倍,压强比乙中高,相对乙平衡而言甲中平衡右移,二氧化硫转化率增大,可逆反应不能完全反应,故2Q2<Q1,故2Q2<Q1<197kJ,即2Q3=2Q2<Q1<197kJ,故a正确;         
b、乙、丙两个容器容积相同,所充气体物质的量相同,丙中所充氮气对平衡无影响,所以乙、丙建立等效平衡,二氧化硫转化率相同,故X3=X2;甲、乙两个容器容积相同,甲中相应物质的物质的量为乙中2倍,压强比乙中高,相对乙平衡而言甲中平衡右移,二氧化硫转化率增大,但小于乙中的2倍,放出热量39.4kJ,参加反应的二氧化硫为×0.2mol=0.4mol,故二氧化硫的转化率为×100%=40%,故X1<2X3=2X2<100%,故b错误;
c、甲与丁相比,二者为等效平衡,平衡时二氧化硫的物质的量相同,故甲中反应生成的二氧化硫比丁中多,二氧化硫转化率甲中较大,故Q1>Q4 且 X1>X4,故c正确;
d、甲与丁为等效平衡,平衡时三氧化硫的质量相同,故m=m;甲、乙两个容器容积相同,甲中相应物质的物质的量为乙中2倍,压强比乙中高,相对乙平衡而言甲中平衡右移,二氧化硫转化率增大,平衡时甲容器内三氧化硫的物质的量大于乙容器内三氧化硫的二倍,所以m>2m,故m=m>2m,故d正确;
e、甲与丁为等效平衡,平衡时对应各组分的物质的量物质的量相同,总的物质的量相同,压强相同,故p=p;甲、乙两个容器容积相同,甲中相应物质的物质的量为乙中2倍,压强比乙中高,相对乙平衡而言甲中平衡右移,二氧化硫转化率增大,平衡时甲容器内总的物质的量小于乙容器内总的物质的量的二倍,即p<2p,故p=p<2p,故e错误;
f、甲、乙、丙中起始c(SO2)与c(O2)之比为2:1,反应按2:1进行,任何时刻c(SO2)与c(O2)之比为2:1,故c(SO2)与c(O2)之比k:k=k=k,故f错误;
h、若乙的体积为2L,压强减小,二氧化硫的转化率降低,则到达平衡时放出的热量小于39.4kJ,故h正确.
故选:acdh;
(2)某时刻甲容器内反应达到平衡,保持恒温恒容;
①向容器内加入一定量的SO2气体,平衡向正反应移动,二氧化硫的转化率减小,氧气的转化率增大,平衡时浓度小,
故答案为:减小;减小;
②向容器中加入一定量的SO3(g),平衡向逆反应移动,二氧化硫的转化率减小,故答案为:减小;
(3)放出热量39.4kJ,参加反应的二氧化硫为×0.2mol=0.4mol,
根据三段式计算各物质的浓度变化量、平衡时各物质的浓度
                        2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)
开始(mol/L):1         0.5      0
开始(mol/L):0.4       0.2      0.4
开始(mol/L):0.6       0.3      0.4
所以平衡时二氧化硫的体积分数为×100%=46%,
平衡常数k==1.5L?mol-1
故答案为:46;1.5L?mol-1
(4)①由图可知,t 2时正、逆反应速率都增大,且平衡向逆反应移动,该反应正反应是体积减小的放热反应,故应为升高温度,
故答案为:升高温度;
②若t5时降低压强,平衡向逆反应移动,t5瞬间正、逆反应速率,正反应速率降低更多,故t5时降低压强,t-v图象为

故答案为:
③、t2-t3段,为升高浓度,平衡向逆反应移动,平衡常数降低,即K1>K2
t4-t5段,平衡不移动,反应速率增大,为使用催化剂,平衡常数不变,即K2=K3
t5-t6段,降低压强,平衡向逆反应移动,平衡常数不变,即K3=K4
所以K1>K2=K3=K4
故答案为:K1>K2=K3=K4
点评:本题考查化学平衡移动、化学平衡计算、化学平衡常数等,题量很大,难度很大,需要学生具有良好的心理素质与知识的基础,是对学生知识的综合考查.
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(2010?烟台一模)某温度时,在一容积为1L的密闭容器中,加入0.4mol的N2和1.2mol的H2,在一定条件下发生如下反应:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0,5min时达到平衡,反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如图所示:请回答下列问题:(1)根据上图,计算从反应开始到平衡时,平均反应速率v(N2)=
0.02mol?L-1?min-1
0.02mol?L-1?min-1

(2)该反应的化学平衡常数表达式为
c(NH3)2
c(N2).c(H2)3
c(NH3)2
c(N2).c(H2)3

(3)反应达到平衡后,第5min末保持其他条件不变,若改变反应温度,则NH3的物质的量浓度不可能为
ac
ac
(填序号)
a.0.82mol?L-1     b.0.25mol?L-1      c.0.20mol?L-1    d.0.08mol?L-1
(4)反应达到平衡后,第5min末保持其他条件不变,若只把容器的体积缩小一半,平衡
向右
向右
移动(填“向右”、“向左”或“不”),化学平衡常数
不变
不变
(填“增大”、“减少”或“不变”).
(5)其它条件不变,在第5min末将容器的体积缩小一半,若第8min达到新的平衡(此时NH3的物质的量约为0.25mol),请在上图中画出第5min末到此平衡时NH3物质的量浓度的变化曲线.

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科目:高中化学 来源: 题型:013

乙醇在一定条件下发生化学反应时,化学键断裂的位置如下所示,则乙醇在催化氧化时,化学键断裂的位置是

[  ]

A.②③

B.②④

C.①③

D.③④

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ABCD四种单质,在一定条件下,B可以和ACD化合生成甲、 乙、丙,CD化合生成丁。已知甲、乙、丙的每个分子中均含有相等数目的电子,且甲、乙、丙、丁有下图所示关系,填写下列空白:

1)单质B的化学式________,电子式________

2)单质A和化合物乙发生反应的化学方程式_______,单质C和化合物丙发生反应 的化学方程式______________________

3)试根据化合物丙和丁中D元素的化合价判断丙和丁能否在一定条件下发生化学反 应生成D的单质,若能反应,写出相应的化学反应方程式;若不能反应,简要说明理 由。

 

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ABCD四种单质,在一定条件下,B可以和ACD化合生成甲、 乙、丙,CD化合生成丁。已知甲、乙、丙的每个分子中均含有相等数目的电子,且甲、乙、丙、丁有下图所示关系,填写下列空白:

1)单质B的化学式________,电子式________

2)单质A和化合物乙发生反应的化学方程式_______,单质C和化合物丙发生反应 的化学方程式______________________

3)试根据化合物丙和丁中D元素的化合价判断丙和丁能否在一定条件下发生化学反 应生成D的单质,若能反应,写出相应的化学反应方程式;若不能反应,简要说明理 由。

 

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乙醇在一定条件下发生化学反应时,化学键断裂如图所示:

则乙醇在催化氧化时,化学键断裂的位置是

[  ]

A.

②③

B.

②④

C.

①③

D.

③④

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