题目内容

（1）二氧化硫的催化氧化的过程如图所示，其中a、c二步的化学方程式可表示为：

SO2+V2O5SO3+ V2O4
4VOSO4+O22V2O5+4SO3。
该反应的催化剂是        （写化学式）
（2） 550 ℃时，SO2转化为SO3的平衡转化率（α）与体系总压强（p）的关系如图所示。将2．0 mol SO2和1．0 mol O2置于5 Ｌ密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0．10 M Pa。试计算反应2SO32SO2+O2在550 ℃时的平衡常数K=     。

（3）550 ℃时，将2．0 mol SO2和1．0 mol O2置于5 Ｌ密闭容器中，反应 达平衡后，下列措施中能使n(SO3)/n(SO2)增大的是       
A．升高温度                  
B．充入He(g)，使体系总压强增大
C．再充入2 mol SO2和1 mol O2 
D．再充入1 mol SO2和1 mol O2
（4）维持温度不变条件下使之发生如下反应：2SO2＋O22SO3，有两只密闭容器A和B。A容器有一个可以移动的活塞能使容器内保持恒压，B容器能保持恒容。起始时向这两个容器中分别充入等物质的量的体积比为2∶1的SO2和O2的混合气体，并使A和B容积相等（如下图所示）。

试填写下列空格：
A容器达到平衡时所需的时间比B容器__________（填：“短或长”）；平衡时A容器中SO2的转化率比B容器_______（填：“大或小”）；达到所述平衡后，若向两容器中通入等物质的量的原反应气体，达到平衡时，A容器的混合气体中SO3的体积分数_________（填“增大”、“减小”或“不变”，下同）；B容器的混合气体中SO3的体积分数_________。

（1）V2O5；（2）400 L?mol-1；（3）CD；（4）短；大；不变；增大。

解析试题分析：（1）根据题给信息结合催化剂参与化学反应的机理分析，催化剂为V2O5；（2）根据化学平衡计算的三段式进行计算，由题给图像知，体系总压强为0.10M Pa，此时二氧化硫的转化率为80%，              2SO2＋O22SO3
起始量（mol）  2     1         0
变化量 （mol）2×0.8  0.8    2×0.8
平衡量 （mol） 0.4   0.2        1.6
平衡时各物质的浓度为：[SO2]=0.08mol/L，[O2]=0.04mol/L，[SO3]="0.32mol/L" 代入平衡常数的表达式计算得到平衡常数K="400" L?mol-1；（3）550 ℃时，将2．0 mol SO2和1．0 mol O2置于5 Ｌ密闭容器中，反应达平衡后，要使n(SO3)/n(SO2)增大，平衡需向正向移动，A、该反应正向为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，错误；B、充入He(g)，使体系总压强增大，与反应相关的物质浓度不变，平衡不移动，错误；C、再充入2 mol SO2和1 mol O2，相当于加压，平衡正向移动，正确；D、再充入1 mol SO2和1 mol O2，平衡正向移动，正确；选CD；（4）因A容器保持恒压，反应过程中体积变小，浓度增大，根据浓度越大，化学反应速率越快，到达平衡的时间越短，所以达到平衡所需时间A比B短，A容器体积减少，压强增大，平衡向正反应方向移动，所以A中SO2的转化率比B大；向两容器中通入等量的原反应气体，达到平衡后，A中建立的平衡与原平衡等效，所以SO3的体积分数不变，B容器中建立的平衡相当于在原平衡的基础上增大压强，平衡正向移动，B容器中SO3的体积分数增大。
考点：考查化学平衡常数的计算、平衡移动原理及等效平衡。

练习册系列答案
相关题目

甲醇是一种很好的燃料,工业上用CH4和H2O为原料,通过反应Ⅰ和Ⅱ来制备甲醇。
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100 L),在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……Ⅰ。CH4的转化率与温度、压强的关系如下图。

①已知100 ℃压强为p1时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示的平均反应速率为　　　　。 
②图中的p1　　　　p2(填“<”“>”或“="”),100" ℃压强为p2时平衡常数为　　　　。 
③该反应的ΔH　　　　0(填“<”“>”或“=”)。 
(2)在一定条件下,将a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH<0 ……Ⅱ
①若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是(　　)
A.升高温度
B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大
D.再充入1 mol CO和3 mol H2
②为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验表格中。
A.下表中剩余的实验条件数据:a=　　　　;b=。 
B.根据反应Ⅱ的特点,下图是在压强分别为0.1 MPa和5 MPa下CO的转化率随温度变化的曲线图,请指明图中的压强px=　　　　MPa。 

实验编号
T/℃
n(CO)/n(H2)
p/MPa
1
150
1/3
0.1
2
a
1/3
5
3
350
b
5
 

活性炭可处理大气污染物NO。T℃时，在1L密闭容器中加入NO气体和炭粉，发生反应生成两种气体A和B，测得各物质的物质的量如下：

 
活性炭/mol
NO/mol
A/mol
B/mol
起始状态
2.030
0.100
0
0
2 min时
2.000
0.040
0.030
0.030
 
（1）2 min内，用NO表示该反应的平均速率v(NO)＝______mol·L-1·min-1。
（2）该反应的化学方程式是______；T℃时，它的平衡常数K＝9/16，则2 min时反应______（填“是”或“不是”）平衡状态；已知升高温度时，K增大，则该反应为______（填“吸热”或“放热”）反应。
（3）为了提高反应速率和NO的转化率，可采取的措施是______。

氨气是重要化工产品之一。传统的工业合成氨技术的反应原理是：
N2（g）＋3H2（g）2NH3（g） ΔH＝－92.4 kJ/mol。在500 ℃、20 MPa时，将N2、H2置于一个固定容积的密闭容器中发生反应，反应过程中各种物质的量浓度变化如图所示，回答下列问题：

（1）计算反应在第一次平衡时的平衡常数K＝           。（保留二位小数）
（2）产物NH3在5～10 min、25～30min和45～50 min时平均反应速率（平均反应速率分别以v1、v2、v3表示）从大到小排列次序为                      。
（3）H2在三次平衡阶段的平衡转化率分别以α1、α2、α3表示，其中最小的是     。
（4）由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是____________，采取的措施是____________
（5）请在下图中用实线表示25～60min 各阶段化学平衡常数K的变化图像。

K
 

  

 

如图所示，甲、乙之间的隔板K和活塞F都可左右移动，甲中充入2 mol SO2和1 mol O2，乙中充入2 mol SO3和1 mol He，此时K停在0处。在一定条件下发生可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，反应达到平衡后，再恢复至原温度，回答下列问题：

（1）若固定隔板K，能表示甲容器中一定达到化学平衡的是         

A．甲中气体的总压强不变B．各气体的物质的量浓度不变
C．混合气体的平均摩尔质量不变D．混合气体的密度不变
E.反应速率v(SO2)=v(SO3)         
（2）达到平衡后隔板K是否可能处于0刻度 ________(填“可能”或“不可能”)。若K最终停留在0刻度左侧a处，则a一定小于________。
（3）若平衡时，K最终停留在左侧刻度1处，则甲中SO3的物质的量为________mol，乙中SO3的转化率________50%(填“>”、“<”或“＝”)，活塞F最终停留在右侧刻度______处(填下列序号：①<6　②>6　③＝6)。
（4）若一开始就将K、F固定，其他条件均不变，甲平衡后压强变为开始压强的0.8倍，则甲、乙都达到平衡后，两容器的压强之比为P甲：P乙=              

在容积为1 L的密闭容器中，进行如下反应： A(g)＋2B(g) C(g)＋D(g)，在不同温度下，D的物质的量n(D)和时间t的关系如图。

请回答下列问题：
（1）700℃时，0～5min内，以B表示的平均反应速率为_______。
（2）能判断反应达到化学平衡状态的依据是__________。
A．容器中压强不变      B．混合气体中c(A)不变
C．v正(B)＝2v逆(D)       D．c(A)＝c(C)
（3）若最初加入1.0 mol A和2.2 mol B，利用图中数据计算800℃时的平衡常数K＝___        _______，该反应为__________反应(填“吸热”或“放热”)。
（4） 800℃时，某时刻测得体系中物质的量浓度如下：c(A)＝0.06 mol/L，c(B)＝0.50 mol/L，c(C)＝0.20 mol/L，c(D)＝0.018 mol/L，则此时该反应______      ____(填“向正方向进行”、“向逆方向进行”或“处于平衡状态”)。

在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：
Fe2O3(s)＋3CO(g)  2Fe(s)＋3CO2(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：

t℃
1000
1150
1300
K
64.0
50.7
42.9
 
请回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式K＝                       。
（2）该反应为           反应（填“吸热”或“放热”）。
（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是               （多选项,多选不得分）。
a．容器中压强不变                b．混合气体中 c（CO）不变
c．υ正（CO）＝υ逆（CO2）        d．c（CO2）＝c（CO）
（4）在一个容积为10L的密闭容器中，1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol，反应经过10min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率
υ(CO)＝            ，CO的平衡转化率为：               。

工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：
CO ( g ) + 2H2 ( g )  CH3OH ( g )    △H=-116kJ/mol
（1）该反应的化学平衡常数表达式为                       ；
（2）下列措施中有利于增大该反应的反应速率且提高转化率的是         (填字母序号) 。
a．随时将CH3OH与反应混合物分离     b．降低反应温度
c．使用高效催化剂                    d．增大体系压强
(3)一定条件下，将1 mol CO与3 mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应生成甲醇，平衡后将容器的容积压缩到原来的l/2，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是       (填字母序号)．
a．c ( H2 )减少                 b．正反应速率加快，逆反应速率减慢
c．CH3OH 的物质的量增加     d．重新平衡c ( H2 )/ c (CH3OH )减小
（4） 在密闭容器中充有1mol CO与2 mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇，CO的转化率(α)与温度(T)、压强(P)的关系如图所示。

①A、C两点都表示达到的平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间，tA       tC(填“大于”、“小于’’或“等于")。
②若A点时容器的体积为1 L，该温度下B点的平衡常数  K=            。 

(6分)已知：T℃、P kpa时，容积为V 的密闭容器中充有1molA和2molB，保持恒温恒压使反应达平衡：A(g)+B(g)C(g)，平衡时C 的体积分数为40℅。
(1)欲保持温度、压强在上述条件下不变，在密闭容器中充入2molA和4molB，则平衡时体系容积为          ，C的体积分数为             。
(2)另取一个容积固定不变的密闭容器，仍控制温度为T℃，加入1molB和1molC，要使平衡时C 的体积分数仍为40℅，则该密闭容器体积为              。

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