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。

解析试题分析:(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。
考点:考查外界条件对化学反应速率、方向平衡的移动的影响及化学平衡常数的表达式的应用的知识。

练习册系列答案
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(14分)短周期主族元素A、B、C、D、E原子序数依次增大 , A是元素周期表中原子半径最小的元素,B是形成化合物种类最多的元素,C原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,D是同周期中金属性最强的元素,E的负一价离子与C的某种氢化物分子含有相同的电子数。
⑴A、C、D形成的化合物中含有的化学键类型为              
⑵已知:
① E-E→2E  ?H=+a kJ/mol;
② 2A→A-A  ?H=-b kJ/mol;
③ E+A→A-E ?H=-c kJ/mol;
写出298K时,A2与E2反应的热化学方程式                                   
⑶在某温度下容积均为2 L的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温恒容,使之发生反应:2A2(g)+BC(g)X(g)  ?H=-Q kJ/mol(Q>0,X为A、B、C三种元素组成的一种化合物)。初始投料与各容器达到平衡时的有关数据如下:

实验



初始投料
2 mol A2、1 mol BC
1 mol X
4 mol A2、2 mol BC
平衡时n(X)
0.5 mol
n2
n3
反应的能量变化
放出Q1kJ
吸收Q2kJ
放出Q3kJ
体系的压强
P1
P2
P3
反应物的转化率
1
2
3
①在该温度下,假设甲容器从反应开始到平衡所需时间为4 min,则A2的平均反应速率
v (A2)=                 
② 计算该温度下此反应的平衡常数K =                 
③三个容器中的反应分别达平衡时下列各组数据关系正确的是           (填字母)。
A.α1+α2=1            B.Q1+Q2=Q              C.α3<α1              
D.P3<2P1=2P2         E.n2<n3<1.0 mol           F.Q3=2Q1
④在其他条件不变的情况下,将甲容器的体积压缩到1 L,若在第8min达到新的平衡时A2的总转化率为75%,请在下图中画出第5min 到新平衡时X的物质的量浓度的变化曲线。

⑷熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)是一种高温燃料电池,被称为第二代燃料电池,是未来民用发电的理想选择方案之一,其工作原理如图所示。现以A2(g)、BC(g)为燃料,以一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质。写出该碳酸盐燃料电池(MCFC)正极的电极反应式____________________________。

(17分)金属镍具有优良的物理和化学特性,是高技术产业的重要原料。
(1)羰基法提纯镍涉及的反应为:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)
①当温度升高时,减小,则?H    0(填“>”或“<”)。
②一定温度下,将一定量的粗镍和CO加入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________(填代号)。

若在相同温度下,上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行,平衡常数     (填“增大”、“不变”或“减小”),反应进行3s后测得Ni(CO)4的物质的量为0.6mol,则0—3s内的平均反应速率v(CO)=____mol
③要提高上述反应中CO的转化率,同时增大反应速率,可采取的措施为____________________(写出一条措施即可)。
(2)以NiS04溶液为电解质溶液进行粗镍(含Fe、Zn、Cu、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是____________(填代号)。(已知氧化性:)
a.电解过程中,化学能转化为电能
b.粗镍作阳极,发生还原反应
c.利用阳极泥可回收Cu、Pt、Au等金属
d.粗镍精炼时通过的电量与阴极析出镍的质量成正比
(3)工业上用硫化镍(NiS)作为电极材料冶炼镍。电解时,硫化镍中的硫元素以单质形态沉积在某电极附近,镍元素以Ni2形态进入电解液中,如图所示。硫化镍与电源的____________(填“正极”或“负极”)相接。写出阳极的电极反应式________________。

(15分)已知2A(g)+B(g)2C(g),?H=-a kJ/mol(a>0),在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2 mol A和1 mol B,在500 ℃时充分反应达平衡后C的浓度为ω mol/L,放出热量为b kJ。
⑴比较a     b(填“>”“=”或“<”)。
⑵下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知,表中T1     T2(填“>”、“=”或“<”)。

T/K
T1
T2
T3
K
1.00×107
2.45×105
1.88×103
若在原来的容器中,只加入2 mol C,500 ℃时充分反应达平衡后,吸收热量为c kJ,C的浓度     (填“>”“=”或“<”)ωmol/L,a、b、c之间满足何种关系     (用代数式表示)。
⑶ 在相同条件下要想得到2a kJ热量,加入各物质的物质的量可能是     
A. 4 mol A和2 mol B                   B. 4 mol A、2 mol B和2 mol C
C. 4 mol A和4 mol B                   D. 6 mol A和4 mol B
⑷为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是     
A. 及时分离出C气体                B. 适当升高温度
C. 增大B的浓度                    D. 选择高效催化剂
⑸ 若将上述容器改为恒压容器(反应前体积相同),起始时加入2 mol A和1 mol B,500 ℃时充分反应达平衡后,放出热量为d kJ,则d     b(填“>”、“=”或“<”),理由是_               
⑹ 在一定温度下,向一个容积可变的容器中,通入3 mol A和2 mol B及固体催化剂,使之反应,平衡时容器内气体物质的量为起始时的90%。保持同一反应温度,在相同容器中,将起始物质的量改为4 mol A、3 mol B和2 mol C,则平衡时A的百分含量     (填“不变”、“变大”、“变小”或“无法确定”)。

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