题目内容

(12分)400 ℃时,将一定量的SO2和 14 mol O2压入一个盛有催化剂的10 L密闭容器中进行反应:2SO2+O22SO3

已知 2 min后,容器中剩余 2 mol SO2和12 mol O2。试计算:

(1)生成SO3 的物质的量。

(2)SO2的起始物质的量浓度。

(3)2 min 内SO2和SO3 的反应速率。

 

【答案】

                 2SO2        +       O2              2SO3

起始量(mol)            x                 14                   0

转化量(mol)            4                  2                   4

2min后(mol0           x-4               12                    4

所以(1)生成SO3的物质的量是4mol

(2)x-4mol=2mol,所以SO2的起始物质的量是x=6mol,则SO2的起始物质的量浓度为

(3)反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示,因为二者的浓度变化量是相同的,所以2 min 内SO2和SO3 的反应速率相同,都是

【解析】考查有关化学反应速率的计算。在有关反应速率的计算时一般采用三段式进行计算,即根据反应式分别列出起始量、转化量和平衡量(或某时刻的量),然后在根据已知条件进行列式计算。

 

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(12分)合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径,对化学工业技术也产生了重大影响。合成氨反应的化学方程式为:N2(g)+3H2(g)3NH3(g) ,△H=-92.2kJ/mol。合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到,H2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得。我国合成氨工业目前的生产条件为:催化剂-铁触媒,温度-400~500℃,压强-30~50MPa。回答下列问题:

(1) 合成氨工业中原料气压缩到30~50MPa的原因是                       。从平衡移动原理分析,低温有利于原料气的转化,实际生产中采用400~500℃的高温,原因之一是考虑到催化剂的催化活性,原因之二是                

(2) 500℃、50MPa时,在容积为VL的容器中加入n mol N2、3n mol H2,反应达平衡后测得平衡常数为K1,此时N2的转化率为x。则K1和x的关系满足K1                   。若温度为400℃,平衡常数为K2,则K1       K2(填“<”、“=”或“>” )

(3) 甲烷在高温下与水蒸气反应的热化学反应方程式为:

CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g); △H kJ·mol-1

又已知: H2(g) +1/2 O2(g)== H2O(l);   △H1=-285.8kJ/mol

CO(g) + 1/2 O2(g)=CO2(g) ;△H2=-283.0kJ/mol

CH4(g) +2 O2(g)== CO2(g) + 2H2O(l);  △H3=-890.3kJ/mol

H2O(g) == H2O(l);  △H4=-44.0kJ/mol

①写出H2(g)完全燃烧生成气态水的热化学方程式                                    

② CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g); △H=            kJ/mol

 

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