题目内容

I.(1)在一密闭的2L的容器里充入8mol SO2和4mol 18O2,在一定条件下开始反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),2min末测得容器中有7.2mol SO2。试回答:
① 反应后18O原子存在于哪些物质中                 
② 2min末SO3的浓度________________________;
③ 用O2的浓度变化表示该时间段内的化学反应速率_______________________。
II.某化学反应2A (g)B(g)+D(g)在3种不同条件下进行,B和D的起始浓度为0,反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表:

实验序号
 
时间
浓度
温度
 
0
 
10
 
20
 
30
 
40
 
50
 
60
 
1
 
800℃
 
1.0
 
0.80
 
0.67
 
0.57
 
0.50
 
0.50
 
0.50
 
2
 
800℃
 
c2
 
0.92
 
0.75
 
0.63
 
0.60
 
0.60
 
0.60
 
3
 
820℃
 
1.0
 
0.40
 
0.25
 
0.20
 
0.20
 
0.20
 
0.20
 
 
根据上述数据,完成下列填空:
(1) 实验1达到平衡的时间是__________min,c2_____1.0 min·L-1(填“<”“>”或“=”)。
(2)实验3比实验1的反应速率_________(填“快”或“慢”),原因是___________________________________________________________________________。
(3) 如果2A (g)B(g)+D(g)是一个吸热反应,那么实验3与实验1相比,在相同体积时___________吸收的热量多,理由是___________________________________________。

(12分)I.(1)①SO2、O2、SO3(2分)    ②0.4mol/L(1分)  ③0.1mol/(L?min)(2分)
II.(1)40(1分)   >(1分) 
(2)快(1分)     实验3比实验1的温度高,反应速率快(2分)
(3)实验3中A的转化率大些(分解的A多些),正反应吸收热量多。(2分)

解析试题分析:I.(1)①首先,反应正向进行,生成的三氧化硫分子中含有18O;其次,可逆反应不仅能正向进行,也能逆向进行,三氧化硫分解产生的二氧化硫和氧气中也一定含有18O;因此,反应后中SO2、O2、SO3都含有18O;②依题意,可用三行数据法计算,即:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
各组分的起始浓度/ mol?L-1       4         2           0
各组分的变化浓度/ mol?L-1      0.4        0.2          0.4
各组分2min末浓度/ mol?L-1     3.6        1.8          0.4
则2min末SO3的浓度为0.4mol/L;
③v(O2)=== 0.1 mol·L-1·min-1
II.(1)随着反应的正向进行,反应物A的浓度逐渐减小,当A的浓度保持不变时,说明反应达到平衡,读表中信息可得,实验1中达到平衡的时间是40min;(2)实验1、2的温度相同,则平衡常数相同,先用三行数据法求实验1的平衡常数,则:
2A (g)   B(g)  +  D(g)
各组分的起始浓度/ mol?L-1     1.0           0        0
各组分的变化浓度/ mol?L-1     0.50         0.25      0.25
各组分的平衡浓度/ mol?L-1     0.50         0.25      0.25
则实验1的平衡常数K===0.25;
再求实验2中A的起始浓度,则:
2A (g)   B(g)  +  D(g)
各组分的起始浓度/ mol?L-1     c2           0        0
各组分的变化浓度/ mol?L-1  c2—0.60   0.5 c2—0.30   0.5 c2—0.30
各组分的平衡浓度/ mol?L-1     0.60    0.5 c2—0.30   0.5 c2—0.30
则实验2的平衡常数K===0.25,解得:c2="1.2" mol?L-1,则c2>1.0 mol?L-1
(2)820>800,则实验3的反应速率比实验1快,因为实验3的反应温度比实验1的高;(3)实验1变为实验3,其他条件保持不变,仅升高反应温度,平衡向吸热方向移动,若2A (g) B(g)+D(g)是一个吸热反应,则平衡向正反应方向移动,则实验3中A的转化率大于实验1中,所以实验3吸收的热量较实验1多。
考点:考查化学反应速率和化学平衡,涉及可逆反应的特点、平均反应速率的计算、各组分的三行浓度(起始、变化、一定时间末或平衡)、化学平衡的标志、平衡常数的计算、平衡常数与温度的关系、根据平衡常数计算反应物的起始浓度、温度对反应速率和平衡移动的影响等。

练习册系列答案
相关题目

(14 分)CO2和CH4是两种重要的温室气体,通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。
(1)250℃时,以镍合金为催化剂,向4 L密闭容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4,发生如下反应:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。平衡体系中各组分体积分数如下表:

物质
CH4
CO2
CO
H2
体积分数
0.1
0.1
0.4
0.4
①此温度下该反应的平衡常数K=           
②已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H="-890.3" kJ·mol-1
CO(g)+H2O (g)=CO2(g)+H2 (g) △H="2.8" kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H="-566.0" kJ·mol-1
反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) 的△H=              
③在不同温度下催化剂的催化效率与CO的生成速率如右图所示。t1~t2℃时,温度升高而CO的生成速率降低的原因是                                   
(?代表CO的生成速率,■代表催化剂的催化效率)
④为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是                     
⑤若再向容器中同时充入2.0 mol CO2、6.0 mol CH4、4.0 molCO 和8.0 molH2,则上述平衡向          (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
(2)以CO2为原料可以合成多种物质。
①可降解二氧化碳聚合物是由CO2加聚而成,写出其结构简式:                    
②以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解,CO2在铜电极上可转化为甲烷,该电极反应方程式为      

按要求完成下列各小题。   
Ⅰ、CO和H2的混合气体俗称合成气,是一种重要的工业原料气,焦炭、天然气(主要成分为CH4)、重油、煤在高温下均可与水蒸气反应制得合成气。
(1)已知某反应的平衡常数表达式为: 
它所对应的化学方程式为:                                                
(2)向体积为2L的密闭容器中充入CH4和H2O(g)组成的混合气(共1mol),在一定条件下发生反应,并达到平衡状态,测得温度、压强、投料比X〔n(CH4)/n(H2O)〕对该反应的影响如图所示。

①图1中的两条曲线所示投料比的关系X2 ____ X1(填“=”“>”或“<”下同)
②图2中两条曲线所示的压强比的关系:P2 _______P1
(3)以CH4、O2为原料可设计成燃料电池:
①设装置中盛有150.0mL 1.0mol/L KOH溶液,放电时参与反应的氧气在标准状况下的体积为4.48L,假设放电过程中没有气体逸出,则放电完毕后,所得溶液中各离子浓度由大到小的关系为:         
②以H2SO4溶液代替KOH溶液为电解质溶液,将CH4改为C6H12O6 ,则燃料电池的负极反应式为:
                
Ⅱ、(1)某温度(t℃)时,测得0.01mol·L-1的NaOH溶液的pH=11。在此温度下,将pH=2的H2SO4溶液VaL与pH=12的NaOH溶液VbL混合,若所得混合液为中性,则Va︰Vb          
(2)在25℃时,将c mol·L-1的醋酸溶液与0.02 mol·L-1NaOH溶液等体积混合后溶液刚好呈中性,用含c的代数式表示CH3COOH的电离常数Ka=____________________。

(15分)乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题:
(1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H)。再水解生成乙醇。写出相应的反应的化学方程式                             
(2)已知:
甲醇脱水反应①2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)?△H1=-23.9KJ·mol-1
甲醇制烯烃反应②2CH3OH(g)=C2H4 (g)+2H2O(g)? △H2=-29.1KJ·mol-1
乙醇异构化反应③CH3CH2OH(g)=CH3OCH3(g))? △H3=+50.7KJ·mol-1
则乙烯气相直接水合反应C2H4 (g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的?△H=                   KJ·mol-1
与间接水合法相比,气相直接水合法的优点是:             。
(3)下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中n(H2O)︰n(C2H4)=1︰1)

①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数K=               (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
②图中压强P1、P2、P3、P4的大小顺序为:                 ,理由是:                      
③气相直接水合法党采用的工艺条件为:磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度290 ℃,压强6.9MPa,n(H2O)︰n(C2H4)=0.6︰1。乙烯的转化率为5℅。若要进一步提高乙烯的转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以采取的措施有:               、                    。

(16分)(2012?广东)碘在科研与生活中有重要作用,某兴趣小组用0.50mol?L﹣1KI、0.2%淀粉溶液、0.20mol?L﹣1K2S2O8、0.10mol?L﹣1Na2S2O3等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响.
已知:S2O82+2I=2SO42+I2(慢)     I2+2S2O32=2I+S4O62 (快)
(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,当溶液中的         耗尽后,溶液颜色将由无色变为蓝色,为确保能观察到蓝色,S2O32与S2O82初始的物质的量需满足的关系为:n(S2O32):n(S2O82           
(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:

实验
序号
体积V/ml
 
K2S2O8溶液

KI溶液
Na2S2O3溶液
淀粉溶液

10.0
0.0
4.0
4.0
2.0

9.0
1.0
4.0
4.0
2.0

8.0
Vx
4.0
4.0
2.0
表中Vx=       ml,理由是                   
(3)已知某条件下,浓度c(S2O82)~反应时间t的变化曲线如图13,若保持其它条件不变,请在答题卡坐标图中,分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2O82)~反应时间t的变化曲线示意图(进行相应的标注).

(4)碘也可用作心脏起捕器电源﹣锂碘电池的材料,该电池反应为:2Li(s)+I2(s)=2LiI(s)△H
已知:4Li(s)+O2(g)=2Li2O(s)△H1
4LiI(s)+O2(g)=2I2(s)+2Li2O(s)△H2
则电池反应的△H=              ;碘电极作为该电池的        极.

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