题目内容

接触法制硫酸工艺中,其主反应在450℃并有催化剂存在下进行:
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H=-190 kJ·mo1-1
(1)在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20 mol SO2和0.10molO2,半分钟后达到平衡,测得容器中含SO30.18mol,则v(O2)=______mol·L-1·min-1
(2)下列条件的改变能加快其反应速率的是         (选填序号)
①升高温度
②保持体积不变,只增加氧气的质量
③保持体积不变,充入Ne使体系压强增大
④保持压强不变,充入Ne使容器的体积增大 
(3)下列描述中能说明上述(1)反应已达平衡的是          (选填序号)
①v(O2)=2v(SO3)
②SO2、O2、SO3的浓度之比为2:1:2
③单位时间内生成2n molSO2的同时生成2n mol SO3
④容器中气体的平均分子量不随时间而变化
⑤容器中气体的密度不随时间而变化 
⑥容器中气体压强不随时间而变化
(4)在相同条件下发生上述反应,若要得到380kJ热量,则加入各物质的物质的量可能
      

A.4 mo1SO2和2mol O2B.6mol SO2和6mo1 O2
C.4mol SO2和4 mo1 O2D.6mo1 SO2和4 mo1 O2

(1)0.036  (2)①②  (3)③④⑥  (4)BD

解析试题分析:(1)三氧化硫的反应速率为0.18mol/5L/0.5min=0.072 mol·L-1·min-1,所以v(O2)="1/2" v(SO3)= 0.036 mol·L-1·min-1
(2)①升高温度可以加快反应速率,正确;②保持体积不变,只增加氧气的质量,增大反应物的浓度,反应速率加快,正确;③保持体积不变,充入Ne使体系压强增大,体系中各物质的浓度不变,所以反应速率不变,错误;④保持压强不变,充入Ne使容器的体积增大,各物质的浓度减小,反应速率减慢,错误,答案选①②;
(3)①三氧化硫的反应速率是氧气的二倍,错误;②各物质的浓度比符合化学计量数之比时未必是平衡状态,错误;③单位时间内生成2n molSO2是逆反应速率,同时生成2n mol SO3是正反应速率,且符合化学计量数之比,正确;④气体的质量不变,而气体的物质的量一直变化,所以气体的平均相对分子质量一直变化,达平衡时保持不变,正确;⑤气体质量不变,容器体积不变,所以气体密度一直不变,错误;⑥压强在反应的过程中一直变化,达平衡时不再变化,正确,所以答案选③④⑥;
(4)A、该反应是可逆反应,反应物不可能用完,所以放出的热量小于380kJ,错误;B、6mol SO2和6mo1 O2完全反应会放出570kJ的热量,所以要得到380kJ热量是有可能的,正确;C、充入4mol SO2和4 mo1 O2时,尽管氧气的物质的量增加,但是二氧化硫的物质的量是4mol,所以二氧化硫完全反应才能得到380kJ的热量,不可能,错误;D、6mol SO2和4mo1 O2完全反应会放出570kJ的热量,所以要得到380kJ热量是有可能的,正确,答案选BD。
考点:考查反应速率的计算,条件对反应速率的影响,化学平衡的判断,对可逆反应的理解

练习册系列答案
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氢能被视为未来的理想清洁能源,科学家预测“氢能”将是21世纪最理想的新能源。目前分解水制氢气的工业制法之一是“硫—碘循环”,主要涉及下列反应:
Ⅰ  SO2+2H2O+I2= H2SO4+2HI      Ⅱ   2HIH2+I2
Ⅲ  2H2SO4= 2SO2↑+O2↑+2H2O
(1)分析上述反应,下列判断正确的是      
a.反应Ⅲ易在常温下进行     b.反应I中SO2还原性比HI强
c.循环过程中需补充H2O      d.循环过程中产生1molO2的同时产生1molH2
(2)一定温度下,向2L密闭容器中加入1mol HI(g),发生反应Ⅱ,H2物质的量随时间的变化如图所示。0—2min内的平均反应速率v(HI)=      。该温度下,反应2HI(g)H2(g)+I2(g)的平衡常数K=     。相同温度下,若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍,则      是原来的2倍。

a.平衡常数           b.HI的平衡浓度 
c.达到平衡的时间      d.平衡时H2的体积分数
(3)SO2在一定条件下可被氧化生成SO3,其反应为:2SO2 (g) + O2(g) 2SO3(g) △H<0。某科研单位利用原电池原理,用SO2和O2来制备硫酸,装置如图,电极为多孔的材料,能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。

①a电极的电极反应式为                      
②若得到的硫酸浓度仍为49%,则理论上参加反应的SO2与加入的H2O的质量比为   。          
(4)实际生产还可以用氨水吸收SO2生成亚硫酸的铵盐。现取a克该铵盐,若将其中的SO2全部反应出来,应加入10 mol/L的硫酸溶液的体积范围为                

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