题目内容
9.t℃时,将2molSO2和1molO2通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中,发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)$\stackrel{△}{?}$2SO3(g),△H=-196.6kJ/mol.2min时反应达到化学平衡,此时测得反应物O2还乘余0.8mol,请填写下列空白:(1)从反应开始到达化学平衡,生成SO3的平均反应速率为0.1mol/(L.min);平衡时SO2转化率为20%.
(2)下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是(填标号,下同)ABE.
A.容器内压强不再发生变化
B.SO2的体积分数不再发生变化
C.容器内气体原子总数不再发生变化
D.相同时间内消耗2nmolSO2的同时消耗nmolO2
E.相同时间内消耗2nmolSO2的同时生成nmolO2
(3)反应达到化学平衡后,以下操作将引起平衡向正反方向移动并能提高SO2转化率的是AD.
A.向容器中通入少量O2
B.向容器中通入少量SO2
C.使用催化剂
D.降低温度
E.向容器中通入少量氦气(已知:氦气和SO2、O2、SO3都不发生反应)
(4)t2℃时,若将物质的量之比n(SO2):n(O2)=1:1的混合气体通入一个恒温恒压的密闭容器中,反应达到平衡时,混合气体体积减少了20%.SO2的转化率为80%.
分析 (1)根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v(O2),再根据速率之比等于化学计量数之比计算v(SO3),结合方程式计算参加反应SO2的物质的量,平衡时SO2转化率=$\frac{转化的物质的量}{起始物质的量}$×100%;
(2)可逆反应到达平衡时,正反应速率等于逆反应速率,平衡混合物中各组成的含量、浓度不变,由此衍生一些其它物理量不变,注意判断平衡的物理量应随反应进行发生变化,当该物理量由变化到不再变化,说明到达平衡;
(3)根据平衡移动原理进行分析,注意不能只增大二氧化硫的浓度,否则二氧化硫的转化率会降低;
(4)假设SO2、O2均为1mol,根据体积减少20%计算平衡时总物质的量减少量,再利用差量法计算参加反应呀二氧化硫物质的量,进而计算二氧化硫的转化率.
解答 解:(1)2min时反应达到化学平衡,还剩余0.8 mo1氧气,则v(O2)=$\frac{\frac{1mol-0.8mol}{2L}}{2min}$=0.05mol/(L.min),速率之比等于化学计量数之比,则v(SO3)=2v(O2)=0.1mol/(L.min),
由方程式可知,参加反应的SO2为2×(1mol-0.8mol)=0.4mol,故SO2的转化率为$\frac{0.4mol}{2mol}$×100%=20%
故答案为:0.1mol/(L.min);20%;
(2)A.该反应为气体物质的量减小的反应,随反应进行容器内压强减小,但容器内压强不变,该反应达到了平衡状态,故A正确;
B.SO2的体积分数不再发生变化,表明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,故B正确;
C.根据原子守恒,原子总数始终不变,所以原子总数不能作为判断平衡状态的依据,故C错误;
D.相同时间内消耗2nmolSO2的同时消耗nmolO2,都是指的是正反应方向,反应始终按该比例关系进行,不能作为判断平衡状态的依据,故D错误;
E.相同时间内消耗2nmolSO2的同时生成nmolO2,消耗2n mol SO2同时消耗n mol O2,相同时间内氧气的生成量与消耗量相等,即正反应速率等于逆反应速率,反应到达平衡,故E正确;
故答案:ABE;
(3)A.向容器中通入少量O2,即增大氧气的浓度,能使平衡正向移动并能提高SO2转化率,故A正确;
B.向容器中通入少量SO2,即增大二氧化硫的浓度,能使平衡正向移动但是能降低了SO2转化率,故B错误;
C.使用催化剂,不会影响化学平衡的移动,也不会改变二氧化硫的转化率,故C错误;
D.降低温度,化学平衡正向移动,并能提高SO2转化率,故D正确;
E.向容器中通入少量氦气,当恒容时,各组分的浓度不变,则平衡不移动,故E错误.
故选:AD;
(4)t℃时,若将物质的量之比n(SO2):n(O2)=1:1的混合气体通入一个恒温恒压的密闭容器中,假设SO2、O2均为1mol,反应达到化学平衡时,混合气体体积减少了20%,则平衡时气体减少的物质的量为2mol×20%=0.4mol,
2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g) 物质的量减少
2 1
0.8mol 0.4mol
故二氧化硫的转化率为$\frac{0.8mol}{1mol}$×100%=80%,
故答案为:80%.
点评 本题考查化学反应速率与化学平衡计算、平衡状态的判断、化学平衡移动与影响因素等,注意理解掌握掌握判断平衡状态的方法,试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识解决实际问题的能力.
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
A. | ${\;}_{8}^{16}$O2和${\;}_{8}^{18}$O2互为同位素,性质相似 | |
B. | 铁放入稀硫酸中,再加入硝酸钠可以加快放出氢气的速率 | |
C. | 明矾和漂白粉常用于自来水净化和杀菌消毒,两者作用原理相同 | |
D. | C(石墨,s)=C(金刚石,s)△H>0,所以石墨比金刚石稳定 |
A. | 不管什么反应使用催化剂,都可以加快反应速率 | |
B. | 可逆反应A(g)?B(g)+C(g),增大压强,正反应速率减小,逆反应速率增大 | |
C. | 对达到平衡的一个放热的可逆反应,若降温,则正反应速率减小,逆反应速率增大 | |
D. | 参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素 |
![](http://thumb.1010pic.com/pic3/quiz/images/201506/125/c8a52307.png)
A. | BC段为Fe3+的变化曲线 | |
B. | 原混合溶液中FeBr2的物质的量为6mol | |
C. | 当通入2mol Cl2时,溶液中发生的离子反应可表示为:2Fe2++2I-+2Cl2═2Fe3++I2+4Cl- | |
D. | 原溶液中:n(Fe2+):n(I-):n(Br-)=2:1:3 |
A. | 用稀盐酸洗涤盛放过石灰水的试剂瓶 | |
B. | 配制FeCl3溶液时,向溶液中加入少量Fe和稀盐酸 | |
C. | 用待测液润洗滴定用的锥形瓶 | |
D. | Na2CO3溶液保存在带玻璃塞的试剂瓶中 |