题目内容
【题目】硫酸工业中SO2转化为SO3是重要的反应之一,在一定压强和催化剂作用下在2L密闭容器中充入0.8molSO2和2molO2发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),SO2的转化率随温度的变化如下表所示:
温度 | 450 | 500 | 550 | 600 |
SO2的转化率% | 97.5 | 95.8 | 90.50 | 80.0 |
(1)由表中数据判断△H________0(填“>”、“=”或“<”)。
(2)能判断该反应是否达到平衡状态的是___________。
A.容器的压强不变 B.混合气体的密度不变
C.混合气体中SO3的浓度不变 D. C(SO2)=C(SO3)
E.V正(SO2)=V正(SO3) F. V正(SO3)=2V逆(O2)
(3)某温度下经2min反应达到平衡后C(SO2)=0.08mol·L-1。
①0-2min之间,O2的反应速率为____。
②此时的温度为____℃。
③此温度下的平衡常数为_____(可用分数表示)。
(4)若将平衡反应混合物的压强增大(假如体积可变),平衡将_________向移动。
【答案】(1)< (2)A C F(3)①0.08mol·L-1·min-1②600 ③400/21 ⑷正
【解析】
试题(1)由表中数据可知,温度越高SO2的转化率越低,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应,即△H<0。
(2)A.该反应为气体分子数减少的可逆反应,对于反应前后体积变化的反应,容器内压强不再发生变化,说明反应达到平衡状态,A项正确;B.容器中气体的密度=m/V,反应前后质量守恒,反应在体积不变的容器中进行,所以气体的密度始终不变,密度不变不能说明反应达到平衡状态,B项错误;C.达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度不再改变,反应混合物中,SO3的浓度不再改变,说明反应达到平衡状态,C项正确;D.浓度相等不能判断反应达到化学平衡状态,D项错误;E.应该是正逆反应速率之比等于化学计量数之比,才能作为判断是否达到化学平衡的依据,E项错误;F. v正(SO3): v逆(O2)=2:1,表明正逆反应速率相等是平衡状态,F项正确;答案选ACF。
(3)①经2min反应达到平衡后c(SO2)=0.08mol·L-1,反应的c(SO2)=(0.8mol÷2L)-0.08mol·L-1=0.32mol·L-1, v(SO2)="0.32mol/L÷2min=0.16" mol·L-1·min-1,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,则v(O2)= v(SO2)÷2=0.08mol·L-1·min-1。
②由①可知,反应的c(SO2)=0.32mol·L-1,则SO2的转化率为0.32mol/L÷0.4mol/L×100%=80.0%,对照表中数据可知温度为600℃。
③根据上述分析,平衡时,[SO3]=0.32mol/L,[SO2]=0.08mol/L,[O2]=1mol/L-0.16mol/L=0.84mol/L,则K=[SO3]2÷{[SO2]2×[O2]}=(0.32mol·L-1)2÷{[(0.08mol·L-1)2×0.84 mol·L-1]= 400/21 L·mol-1。
(4)根据增大压强,平衡向气体系数和减小的方向移动,即平衡正向移动。
【题目】(I)短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示,这四种元素原子的最外层电子数之和为21。回答下列问题:
W | X | |||
Y | Z |
(1)Z在元素周期表中的位置______________。
(2)X的最简单氢化物的电子式为______。
(3)Y单质与NaOH溶液反应的离子方程式为:________。工业生产Y单质的化学方程式为__________。
(4)向盛有3 mL鸡蛋清溶液的试管里滴入几滴W的最高价氧化物的水化物浓溶液,实验现象为_________。
(II)甲醇是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH3
回答下列问题:已知反应①中的相关的化学键键能数据如表:
化学键 | H—H | C—O | (CO中的化学键) | H—O | C—H |
E/(kJ·mol-1) | 436 | 343 | 1076 | 465 | 413 |
(5)由此计算ΔH1=__kJ·mol-1,已知ΔH2=-58kJ·mol-1,则ΔH3=__kJ·mol-1。