题目
题型:不详难度:来源:
向甲、丙中分别充入相应气体,使丙起始体积为1L,维持500℃发生反应:2SO2+O2 2SO3至平衡。
甲中反应10min后达到平衡时,容器中SO3的体积分数为91%,则反应从开始至平衡的平均反应速率v(O2)= mol·L-1·min-1,平衡常数表达式为 。SO2的平衡转化率= 。丙中达到平衡所需的时间 10min(填“>”、“=”、“<”),SO3的体积分数 91%(填“>”、“=”、“<”)。若上述已达平衡的甲、丙容器中分别充入0.5molAr气体,容器中SO3的物质的量:甲 丙 (填“增大”、“不变”、“减小”)。
(2)若在乙容器中充入x molSO2 0.2molO2 ymolSO3维持500℃反应至平衡时,容器中SO3的体积分数亦为91%,则x= ,y= 。
答案
解析
试题分析:(1)根据反应方程式2SO2+O2 2SO3,假如氧气反应消耗xmol.则消耗SO2 2xmol. 产生SO32xmol。由于容器中SO3的体积分数为91%,所以2x÷{(1-x)+(2-2x)+2x}=91%.解得x=0.938.所以v(O2)= 0.938mol÷1L÷10min=0.0938mol/(L·min). 由方程式可知消耗SO2的量与产生的SO3相等。所以平衡时SO2转化率=(2×0.938)÷2×100%=93.8%.当反应达到平衡时的化学平衡常数为由于甲为恒容的密闭容器。随着反应的进行,体系的压强减小;而丙是恒压的密闭容器。增大压强,物质的浓度增大,化学反应速率加快,达到化学平衡所需要的时间缩短。所以达到平衡所需的时间<10min。增大压强化学平衡向气体体积减小的反应方向移动,即向正反应方向移动,所以SO3的体积分数>91%;若上述已达平衡的甲、丙容器中分别充入0.5molAr气体,甲因为容器的容积不变,所以对平衡无影响,容器中SO3的物质的量不变;而丙容器中由于是恒压,所以容器的容积扩大,各组分气体的气体分压减小,所以平衡逆向移动。因此达到平衡时SO3的物质的量减小。(2)若在乙容器中充入x molSO2 0.2molO2 ymolSO3维持500℃反应至平衡时,容器中SO3的体积分数亦为91%,可以认为ymolSO3不是加入的,而是通过反应消耗SO2 和O2产生的。根据方程式中的物质间的关系可知消耗SO2ymol;消耗O2y/2mol;则开始时加入的SO2为(x+y)mol;加入的O2为(0.2+y/2)mol.由于平衡时容器中SO3的体积分数亦为91%,所以是同一平衡状态。因此(x+y)=2;0.2+y/2=1。解得x=0.4 y=1.6。
核心考点
试题【如图所示,甲、乙均为容积1L的恒容容器,丙为恒压容器。向甲、丙中分别充入相应气体,使丙起始体积为1L,维持500℃发生反应:2SO2+O2 2SO3至平衡。甲中】;主要考察你对反应速率与平衡的有关计算等知识点的理解。[详细]
举一反三
A.增大压强 | B.升高温度 | C.增大CO的浓度 | D.分离出CO2 |
下列说法正确的是
A.反应在前50 s 的平均速率v(PCl3)=0.0032 mol·L-1·s-1 |
B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(PCl3)=0.11mol·L-1,则反应的△H<0 |
C.相同温度下,起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0mol Cl2,达到平衡时,PCl3的转化率小于80% |
D.相同温度下,起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20mol PCl3和0.20 mol Cl2,反应达到平衡前v(正)>v(逆) |
A.恒温条件下,达到平衡容器两边SO3的体积分数相同 |
B.恒温条件下,容器中两边的吸收或放出的热量数值之和小于为196kJ |
C.若容器为绝热,达到平衡时右室反应速率等于左室反应速率 |
D.若容器为绝热容器,右室中SO2的转化率与左室SO3的转化率之和小于1 |
反应原理:2H2+ CO→CH3OH;反应条件:以三乙二醇二甲醚作为溶剂,以Raney-Ni和CH3ONa为催化剂。
(1)氢碳比[γ =]:当γ=2时,甲醇的选择性[λ =]达99.8%以上;当γ>2时,可能产生副产物CH4,写出相应反应的化学方程式 。
(2)干燥除水:为防止CH3ONa的水解,必须干燥除水,下表是不同干燥方法时对CO转化率的影响。
序号 | 干燥方法 | CO转化率/% |
① | 不处理 | 40.2 |
② | 无水乙醇洗 | 56.3 |
③ | 以四氢呋喃洗 | 62.4 |
④ | 无水乙醇洗并真空干燥 | 70.1 |
⑤ | | 77.2 |
(3)反应温度:下图是= 2时甲醇合成过程中压力和温度随时间变化的图像。
在反应CO(g)+2H2(g)→CH3OH(g) △H中,△H 0(填“>”或“<”);0~t2时间段内,随反应的进行体系的压力先增大后减小,原因是 ;能判断该反应基本结束的时刻为 ;若t3时刻,测得平衡后CO的转化率为75%,若起始反应时的CO的物质的量为a mol,假设反应容器的体积为1L,则t3时的平衡常数的值为 。
(4)催化剂:在保持其它条件不变,只改变催化剂的用量,分别在1L恒容密闭容器中反应,测定10min时的CO转化率。下图是Raney-Ni为0.05g时,CO转化率与时间关系图,请画出Raney-Ni为1g时,CO转化率与时间变化图。
A.平衡向正反应方向移动了 | B.平衡向逆反应方向移动了 |
C.物质B的质量分数减小了 | D.a>b+c |
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