题目内容
【题目】在温度为T时,向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 molA和1.0 molB,发生反应A(g)+B(g)C(g),一段时间后达到平衡。测定得部分数据见下表:
t/s | 0 | 5 | 15 | 25 | 35 |
n(A)/mol | 1.0 | 0.85 | 0.81 | 0.80 | 0.80 |
(1)反应前5 s的平均反应速率v(A)=____________。
(2)温度为T时,达到平衡后B物质的量的浓度=________。
(3)升高温度,平衡时c(A)=0.41 mol·L-1,则反应的ΔH_______0(填“>”或“<”)。
(4)下列措施能增大反应速率,且平衡向正反应方向移动是__________。
a.及时分离出A气体 b.适当升高温度 c.增大B的浓度 d.选择高效催化剂
【答案】0.015 mol/(L·s)0.4mol/L<c
【解析】
(1)根据表格数据,反应在前5s的A的物质的量变化为0.15mol,根据公式v=△n/V△t计算,平均速率V(A)= 0.15/(2×5)=0.015 mol/(L·s);正确答案:0.015 mol/(L·s)。
(2)由表中数据可知,反应在25s、35s时A的物质的量相等,说明25s时达到了平衡状态,则:
A(g) + B(g)C(g)
反应前(mol) 1.0 1.0 0
变化(mol) 0.2 0.2 0.2
平衡时(mol) 0.8 0.8 0.2
平衡时B的浓度为:c(B)= 0.8mol/2L =0.4mol/L;正确答案:0.4mol/L。
(3)根据题给数据分析,反应达平衡时c(A)=0.4mol/L,保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(A)=0.41mo1· L-1,说明平衡逆向移动,升高温度平衡向吸热反应方向移动,正向放热△H<0;正确答案:<。
(4)a.分离出A气体,反应物浓度减小,正速率减小,逆反应速率瞬间不变然后减小,平衡向逆反应方向移动,错误;
b.升高温度,正、逆反应速率都增大,逆反应速率增大更多,平衡向逆反应方向移动,错误;
c.增大B的浓度,反应速率都增大,平衡正反应方向移动,正确;
d.催化剂同等程度的增大正、逆反应速率,平衡不移动,错误;
正确选项c。
【题目】近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:
(1)反应Ⅰ:2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g) ΔH=+550 kJ·mol-1
它由两步反应组成:i. H2SO4(l)=SO3(g)+H2O(g) ΔH=+177 kJ·mol-1 ii. SO3(g)分解。
L(L1、L2)、X可分别代表压强和温度。下图表示L一定时,ii中SO3(g)的平衡转化率随X的变化关系。
① X代表的物理量是_____________________。
② 判断L1、L2的大小关系是______________。
(2)反应Ⅱ:I-可以作为催化剂,可能的催化过程如下。
i. SO2+4I-+4H+=S↓+2I2+2H2O; ii. I2+2H2O+ SO2= SO42-+4H++2I-;
探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中,密闭放置观察现象。(已知:I2易溶解在KI溶液中)
序号 | A | B | C | D |
试剂组成 | 0.4 mol/L KI | a mol/LKI 0.2 mol/LH2SO4 | 0.2 mol/L H2SO4 | 0.2 mol/L KI 0.0002 mol I2 |
实验现象 | 溶液变黄,一段时间后出现浑浊 | 溶液变黄,出现浑浊较A快 | 无明显现象 | 溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快 |
① B是A的对比实验,则a=__________。
② 比较A、B、C,可得出的结论是_______________________________。
③ 实验表明,SO2的歧化反应速率D>A,结合i、ii反应速率解释原因:___________。
(3)在钠碱循环法中,Na2SO3溶液作为吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-):n(HSO3-)变化关系如下表:
n(SO32-):n(HSO3-) | 91:9 | 1:1 | 1:91 |
pH | 8.2 | 7.2 | 6.2 |
当吸收液的pH降至约为6时,需送至电解槽再生。再生示意图如下:
① 上表判断NaHSO3溶液显__________性,用化学平衡原理解释:_____________。
② HSO3-在阳极放电的电极反应式是______,当阴极室中溶液pH升至8以上时,吸收液再生并循环利用。简述再生原理________。