题目
题型:不详难度:来源:
利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤,已知
SO2(g)+O2(g) SO3(g)△H=-98 kJ·mol-1。
(1)某温度下该反应的平衡常数K=,若在此温度下,向100 L的恒容密闭容器中,充入3.0 mol
SO2(g)、16.0 mol O2(g)和3.0 mol SO3(g),则反应开始时v正 v逆(填“<”、“>”或“=”)。
(2)一定温度下,向一带活塞的体积为2 L的密闭容器中充入2.0 mol SO2和1.0 molO2,达到平衡后体积变为1.6 L,则SO2的平衡转化率为 。
(3)在(2)中的反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2(g)平衡浓度比原来减小的是 (填字母)。
A保持温度和容器体积不变,充入1.0 mol O2
B保持温度和容器内压强不变,充入1.0 mol SO3
C降低温度
D移动活塞压缩气体
(4)若以右图所示装置,用电化学原理生产硫酸,写出通入O2电极的电极反应式为 。
(5)为稳定持续生产,硫酸溶液的浓度应维持不变,则通入SO2和水的质量比为 。
答案
(2)60%
(3)A、C
(4)O2+4e-+4H+=2H2O
(5)16:29
解析
(2)根据SO2(g)+O2(g)SO3(g),体积为2 L的密闭容器中充入2.0 mol SO2和1.0
molO2,达到平衡后体积变为1.6 L,可知反应后压强变为原来的1.6L/2L=80%,故反应后的总物质的量为(2+1)×80%=2.4mol。
SO2(g)+1/2O2(g)SO3(g)
起始物质的量 2mol 1mol 0mol
变化物质的量 2a a 2a
平衡物质的量 2-2a 1-a 2a
故(2-2a)+(1-a)+2a="2.4mol" 则a=0.6mol,所以SO2的转化率为(2×0.6)mol/2mol×100%=60%
(3)A中加入反应物氧气,反应向正反应方向进行,SO2浓度降低。B中加入SO2,反应向正反应方向进行,但SO2转化率降低,浓度升高。C中该反应为放热反应,降低温度,向正反应方向进行,SO2浓度降低。D中活塞压缩体积,平衡向正反应方向移动,但体积减小,浓度增大,故选择A、C选项。
(4)O2+4e-+4H+=2H2O
(5)该反应的总反应方程式应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,设加入SO2的物质的量为a,加入H2O的物质的量为b,所以有98a/[98a+18(b-a)] =0.5,则a:b=9:58。则二者的质量之比为16:29。
核心考点
试题【利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤,已知SO2(g)+O2(g) SO3(g)△H=-98 kJ·mol-1。(1)某温度下该反应的】;主要考察你对化学反应速率等知识点的理解。[详细]
举一反三
述正确的是
A.达到化学平衡时,若升高温度,则正反应速率减小,逆反应速率增大 |
B.若单位时间内消耗x mol N2,同时生成2x mol NH3,则反应达到平衡状态 |
C.若达到平衡时,共放出46.2kJ热量,则有l mo1NH3(g)生成 |
D.达到平衡后,将容器体积减小为原来的一半,重新达到平衡后,c(NH3)变为原平衡时的2倍 |
(1)根据下列反应的能量变化示意图,2C(s)+O2(g) =2CO(g) △H= 。
(2)在体积为2L的密闭容器中,充人1 mol CO2和3mol H2,一定
条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H
测得CO2(g)和CH3OH(g)的物质的量随时间变化的曲线如右图所示:
①从反应开始到平衡,H2O的平均反应速率v(H2O)= 。
②下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是 (填编号)。
A.升高温度 B.将CH3OH(g)及时液化移出
C.选择高效催化剂 D.再充入l mol CO2和4 mol H2
(3) CO2溶于水生成碳酸。已知下列数据:
弱电解质 | H2CO3 | NH3.H2O |
电离平衡常数( 25℃) | Ka1=" "4.30 × 10一7 Ka2=" "5.61× 10一11 | Kb = 1.77× 10一5 |
CO32-第一步水解的平衡常数Kh=Kw/Ka2。
①判断该溶液呈 (填“酸”、“中”、 “碱”)性,写出该溶液中CO32-
发生第一步水解的离子方程式 。
②下列粒子之间的关系式,其中正确的是 。
A.c(NH4+)>c(HCO3-)> c(CO32-)>(NH4+)
B.c(NH4+)+c(H+)= c(HCO3-)+c(OH-)+ c(CO32-)
C. c(CO32-)+ c(HCO3-)+c(H2CO3)=1mol/L
D. c(NH4+)+ c(NH3.H2O)="2" c(CO32-)+ 2c(HCO3-) +2c(H2CO3)
(4)据报道,科学家在实验室已研制出在燃料电池的反应容器中,利用特
殊电极材料以CO和O2为原料做成电池。原理如图所示:通入CO的管口是 (填“c”或“d”),写出该电极的电极反应式: 。
2X(g)+Y(g)Z(g) △H<0,反应经60s达到平衡并生成0.3 mol Z,则下列说法中正确的是
A.以Y浓度变化表示的反应速率为0.0005 mol/(L·s) |
B.其他条件不变,将容器体积扩大至20 L,则Z的平衡浓度变为原来的1/2 |
C.其他条件不变,将容器体积缩小至5L,平衡正向移动,平衡常数增大 |
D.其他条件不变,升高温度逆反应速率加快,正反应速率减慢 |
(1)SO2Cl2常用于制造医药品、染料、表面活性剂等。已知:SO2Cl2(g)SO2(g)+Cl2(g) △H=+97.3 kJ·mol-1。某温度时向体积为1 L的恒容密闭容器中充入0. 20mol SO2Cl2,达到平衡时,容器中含0.18mol SO2,则此过程反应吸收的热量为_____ kJ,该温度时反应的平衡常数为_____。将上述所得混合气体溶于足量BaCl2溶液中,最终生成沉淀的质量为_______。
(2)工业上制备硫酸的过程中存在反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-198kJ·mol-1,400℃,1.01×105Pa,向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量 SO2和O2,n(SO3)和n(O2)随时间的变化曲线如图所示。
①0~20min反应的平均速率υ(O2)=___________。
②下列叙述正确的是 。
a.A点υ正(SO2)>υ逆(SO2)
b.B点处于平衡状态
c.C点和D点n(SO2)相同
d.其它条件不变,500℃时反应达平衡,n(SO3)比图中D点的值大
(3)工业上用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2。将烟气通入1.0 mol·L-1的Na2SO3溶液,当溶液pH约为6时,Na2SO3溶液吸收SO2的能力显著下降,应更换吸收剂。此时溶液中c (SO32-)的浓度是0.2 mol·L-1,则溶液中c(HSO3-)是__mol·L-1。
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);
CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)。
(1)判断反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)达到化学平衡状态的依据是________。(多选、漏选、错选均不得分)
A.容器内压强不变 B.混合气体中c(CO)不变
C.v正(H2)=v逆(H2O) D.c(CO2)=c(CO)
(2)在2 L定容密闭容器中通入1 mol N2(g)和3 mol H2(g),发生反应:3H2(g)+N2(g) 2NH3(g),ΔH<0,测得压强-时间图像如图甲,测得p2=0.6p1,此时温度与起始温度相同,在达到平衡前某一时刻(t1)若仅改变一种条件,得到如乙图像。
①若图中c=1.6 mol,则改变的条件是________(填字母);
②若图中c<1.6 mol,则改变的条件是__________(填字母);此时该反应的平衡常数____________。(填字母)(填“增大”、“减小”、“不变”)
A.升温 B.降温 C.加压 D.减压 E.加催化剂
(3)如(2)题中图甲,平衡时氢气的转化率为________。
(4)工业上可利用如下反应:H2O (g)+CH4 (g) CO(g)+3H2(g)制备CO和H2。在一定条件下1 L的密闭容器中充入0.3 mol H2O和0.2 mol CH4,测得H2(g)和CH4(g)的物质的量浓度随时间变化曲线如右图所示:0~4 s内,用CO(g)表示的反应速率为____________。
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