题目内容

(10分)在一定条件下,二氧化硫和氧气发生如下反应:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0
(1)写出该反应的化学平衡常数表达式K=__________。
(2)降低温度,该反应K值______,二氧化硫转化率______,化学反应速率______。(以上均填“增大”“减小”或“不变”)
(3)600 ℃时,在一密闭容器中,将二氧化硫和氧气混合,反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图所示,反应处于平衡状态的时间是________。

(4)据上图判断,反应进行至20 min时,曲线发生变化的原因是________________ _(用文字表达);10 min到15 min的曲线变化的原因可能是________(填写编号)。
A.加了催化剂  B.缩小容器体积C.降低温度D.增加SO3的物质的量
(1);(2)增大;增大; 减小; (3)15~20 min和25~30 min;(4)增加了O2的量;  B、C。

试题分析:(1) 化学平衡常数是可能反应达到平衡状态时各生成物浓度幂指数的乘积与个反应物浓度的幂指数乘积的比,对该反应来说,其化学平衡常数表达式K=;(2)由于该反应的正反应是放热反应,所以降低温度,平衡正向移动,该反应K值增大;二氧化硫转化率增大;降低温度,化学反应速率减小;(3)600 ℃时若反应处于平衡状态,则各种物质的物质的量浓度不变,体积图像可知,吃药平衡状态的时间段是15~20 min和25~30 min; (4)据上图判断,反应进行至20 min时,SO2物质的量减小,O2物质的量增大;SO3物质的量增大,发生上述变化的原因是增加了O2的量;是平衡正向移动。在10 min到15 min时SO2和O2物质的量减小;SO3物质的量增大平衡正向移动,由于该反应的正反应是气体体积减小的放热反应,所以要使平衡正向移动,改变的因素可能是缩小容器体积而使体系的压强增大,或降低温度。因此选项为B、C。
练习册系列答案
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(1)大气中的SO2在烟尘的催化下形成硫酸的反应方程式是____________________。
(2)已知2SO2 (g)+ O2 (g) 2SO3(g) △H=-196kJ/mol,提高反应中SO2的转化率,是减少SO2排放的有效措施。
①T温度时,在2L容积固定不变的密闭容器中加入2.0 mol SO2和1.0 mol O2,5 min后反应达到平衡,二氧化硫的转化率为50%,则υ(O2)=____________。
②在①的条件下,判断该反应达到平衡状态的标志是_______(填字母)。
A.SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2B.容器内气体的压强不变
C.容器内混合气体的密度保持不变D.SO3的物质的量不再变化
E.SO2的生成速率和SO3的生成速率相等
③若反应初始时,在容器中加入1.5 mol SO2和0.8 mol O2,则平衡后二氧化硫的转化率       氧气的转化率(填大于、小于或等于)。
(3)烟气中的SO2可以用NaOH溶液吸收,将所得的Na2SO3溶液进行电解,可循环再生NaOH,同时得到H2SO4,其原理如下图所示。(电极材料为石墨)

①图中a极要连接电源的(填“正”或“负”)_______极,C口流出的物质是_______。
②SO32放电的电极反应式为_____________________________________。
③电解过程中若消耗12.6gNa2SO3,则阴极区变化的质量为_______g(假设该过程中所有液体进出口密闭)。
(14分)研究CO2与CH4的反应使之转化为CO和H2,对减缓燃料危机,减少温室效应具有重要的意义。
(1)已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)  △H=-566 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-484 kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)   △H=-802 kJ·mol-1
则CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H=   kJ·mol-1
(2)在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的CH4与CO2,在一定条件下发生反应
CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示。

①据图可知,p1、p2、 p3、p4由大到小的顺序    
②在压强为p4、1100℃的条件下,该反应5min时达到平衡点X,则用CO表示该反应的速率为      。该温度下,反应的平衡常数为         。 
(3)CO和H2在工业上还可以通过反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2 (g)来制取。
① 在恒温恒容下,如果从反应物出发建立平衡,可认定平衡已达到的是        
A.体系压强不再变化B.H2与CO的物质的量之比为1:1
C.混合气体的密度保持不变D.气体平均相对分子质量为15,且保持不变
② 在某密闭容器中同时投入四种物质,2min时达到平衡,测得容器中有1mol H2O(g)、1mol CO(g)、2.2molH2(g)和一定量的C(s),如果此时对体系加压,平衡向       (填“正”或“逆”)反应方向移动,第5min时达到新的平衡,请在右图中画出2~5min内容器中气体平均相对分子质量的变化曲线。

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