题目内容

已知体积为2L的恒容密闭容器中发生反应:,请根据化学反应的有关原理同答下列问题

(1)一定条件下,充入2 mol SO2(g)和2 mol O2(g),20 s后,测得SO2的体积百分含量为12.5%,则用SO2表示该反应在这20s内的反应速率为____,此时,该密闭容器内混合气体的压强是反应前的____倍。

(2)下面的叙述可作为判断(1)中可逆反应达到平衡状态依据的是(填序号)____。

②混合气体的密度不变

③混合气体的平均相对分子质量不变

④各气体的浓度都不再发生变化

(3)下图表示该反应的速率(v)随时间(t)的变化的关系。则下列不同时间段中,SO3的百分含量最高的是(  )

 

 

据图分析:你认为t3时改变的外界条件可能是     ; 

t6时保持体积不变向体系中充人少量SO3,再次平衡后

SO2的体积百分含量比t6     (填“大”\“小”或“等于”)。   

(4)下图中P是可自由平行滑动的活塞。在相同温度时,向A容器中充入4 mol SO3(g),关闭K,向B容器中充入2 mol SO3(g),两容器分别发生反应。

已知起始时容器A和B的体积均为aL。试回答:

①反应达到平衡时容器B的体积为1.2a L,容器B中SO3

化率为____

②若打开K,一段时间后重新达到平衡,容器B的体积为    __L(连通管中气体体积忽略不计,且不考虑温度的影响)。

(5)已知单质硫的燃烧热为△H=-296kJ/mol,经测定由S(s)生成120gSO3(g)可放热592.5kJ,请写出SO2(g)氧化生成SO3(g)的热化学方程式____。

 

【答案】

(1)0.04mol/(L·s)(2分)    0.8倍(2分)

(2)③④(2分)

(3)A(1分)  加入催化剂(1分)   小(1分)

(4)40℅(2分)   2.6a(2分)

(5)2SO2 (g) + O2 (g)  2SO3 (g);ΔH = -198 kJ·mol-1(2分)

或者: SO2 (g) + O2 (g)  SO3 (g);ΔH = -99 kJ·mol-1

【解析】

(1) 试题分析:2SO2 +      O2     2SO3

始量     2mol       2mol         0 mol

变量     2xmol      xmol         2xmol

平衡    (2-2x) mol   (2-x) mol      2xmol

依题意有:          解之得:x=0.8mol

所以用SO2表示该反应在这20s内的反应速率为:

依据阿伏加德罗定律的推论:同温同体积条件下,物质的量之比等于压强之比,有:

 因此反应后的压强为反应前的0.8倍。

(2)①中这种关系在这个反应中是不管是否达到平衡状态一直存在,不正确;②中混合气体的密度也是时刻不变的,因为反应前后都是气体,质量守恒,而且体积是固定的。不正确。③该反应前后质量一定,但是正向是气体物质的量减小的方向,因此这是达到平衡的一个重要标志。正确。④各气体的浓度不再变化时,意味着各组分浓度t1是一定值,正确。

(3)t1 ~t2 平衡逆向移动,t3 ~t4平衡不移动t4 ~t5平衡逆向移动,因此选A

t3 ~t4正逆反应速率同等程度改变,而该反应前后分子数改变,只能是加入催化剂。

体积不变时充入充人少量SO3,相当于增大压强。平衡向右移动。

(4)①试题分析:2SO3      2SO2   +      O2   ,

始量       2mol         0 mol         0 mol

变量       2x mol       2x mol          x mol

平衡      (2-2x) mol    (0+2x) mol L     (0+x) mol

依据阿伏加德罗定律的推论:同温同压条件下,物质的量之比等于体积之比,有:

       解之得:x=0.4   所以转化率为40℅

②若打开K,A和B就成了一个容器,因此再次达到平衡时的总体积应该为3×1.2aL=3.6aL,除去A中原来的1L,B的体积就应该是2.6aL。

(5) 依题意有:1 mol的S最终生成1 mol的SO3会放出592.5/1.5=395 kJ的热量。再根椐盖斯定律可知1 mol的SO2(g)氧化生成1 mol的SO3(g)能放出444-395=99 kJ的热量。因此:

2SO2 (g) + O2 (g)  2SO3 (g);ΔH = -198 kJ·mol-1

或者:SO2 (g) + O2 (g)  SO3 (g);ΔH = -99 kJ·mol-1

考点:化学反应速率跟化学平衡经以及盖斯定律的相关知识。

 

练习册系列答案
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(2012?宜春模拟)Ⅰ.已知a、b、c、d、e为短周期主族元素.其中
①a和b属同周期元素,二者能形成多种气态化合物;
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④e可分别和a、b、c、d形成具有相同电子数的共价化合物甲、乙、丙、丁.
请回答:
(1)a元素为
,甲的分子式为
H2O2
H2O2
,丁的电子式为

(2)由上述一种或几种元素形成的物质可与水发生氧化还原反应但不属于置换反应,写出一个符合要求的化学反应方程式:
3NO2+H2O=NO+2HNO3
3NO2+H2O=NO+2HNO3

Ⅱ.碳和碳的化合物在人类生产、生活中的应用非常广泛,在提倡健康生活已成潮流的今天,“低碳生活”不再只是一种理想,更是一种值得期待的生活方式.
(1)甲烷燃烧时放出大量的热,可作为能源应用于人类的生产和生活.
已知①2CH4(g)+3O2(g)═2CO(g)+4H2O(l);△H1=-1214.6kJ/mol;
②CO2 (g)═CO (g)+
1
2
O2(g);△H2=+283kJ/mol
则甲烷燃烧热的热化学方程式为
CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)的△H=-890.3kJ/mol
CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)的△H=-890.3kJ/mol

(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min
H2O CO CO2 CO
1 650 2 4 1.6 2.4 5
2 900 1 2 0.4 1.6 3
3 900 a b c d t
①实验1中,以v(H2)表示的平均反应速率为:
0.16
0.16
 mol/L?min.
②该反应的正反应为
(填“吸”或“放”)热反应;
③若要使实验3达到平衡状态时各物质的体积分数与实验2分别相等,则a、b应满足的关系是
b=2a
b=2a
(用含a、b表示).
碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛,在提倡健康生活已成潮流的今天,“低碳生活”不再只是一种理想,更是一种值得期待的新的生活方式.
(1)甲烷燃烧放出大量的热,可作为能源用于人类的生产和生活.
已知:
①2CH4(g)+3O2(g)=2CO(g)+4H2O(l)△H1=-1214kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-566kJ/mol
则表示甲烷燃烧热的热化学方程式
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890KJ.mol-1
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890KJ.mol-1

(2)将两个石墨电极插入KOH溶液中,向两极分别通入CH4和O2,构成甲烷燃料电池.其负极电极反应式是:
CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O
CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O

(3)某同学利用甲烷燃料电池设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如下图所示),通电后,溶液中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色.下列说法中正确的是
BD
BD
(填序号)
A.电源中的a一定为正极,b一定为负极
B.可以用NaCl溶液作为电解液
C.A、B两端都必须用铁作电极
D.阴极发生的反应是:2H++2e-=H2
(4)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应:CO(g)+H2O(g)
高温
CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min
H2O CO CO2
1 650 2 4 1.6 5
2 900 1 2 0.4 3
3 900 1 2 0.4 1
①实验1中,以v (H2)表示的平均反应速率为
0.16mol/(L?min)
0.16mol/(L?min)

②实验3跟实验2相比,改变的条件可能是
使用了催化剂(或加大了压强)
使用了催化剂(或加大了压强)
(答一种情况即可).
碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛,在提倡健康生活已成潮流的今天,“低碳生活”不再只是一种理想,更是一种值得期待的新的生活方式.
(1)甲烷燃烧放出大量的热,可作为能源用于人类的生产和生活.
已知:①2CH4(g)+3O2(g)═2CO(g)+4H2O(l)△H1=-1214 kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H2=-566 kJ/mol
则表示甲烷燃烧热的热化学方程式
 

(2)①将两个石墨电极插入KOH溶液中,向两极分别通入CH4和O2,构成甲烷燃料电池.其负极电极反应式是
 
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②某同学利用甲烷燃料电池设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如图所示),通电后,溶液中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色.下列说法中正确的是
 
(填序号).
A.电源中的a一定为正极,b一定为负极
B.可以用NaCl溶液作为电解液
C.A、B两端都必须用铁作电极
D.阴极发生的反应是:2H++2e-═H2
(3)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min
H2O CO CO2
1 650 2 4 1.6 5
2 900 1 2 0.4 3
3 900 1 2 0.4 1
①该反应的正反应为
 
(填“吸”或“放”)热反应.
②实验1中,以v(H2)表示的平均反应速率为
 

③实验2中,达到平衡时CO的转化率为
 

④实验3跟实验2相比,改变的条件可能是
 
(答一种情况即可).
(4)将2.4g碳在足量氧气中燃烧,所得气体通入100mL 3.0mol/L的氢氧化钠溶液中,完全吸收后,溶液中所含溶质为:
 
已知体积为2L的恒容密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),请根据化学反应的有关原理同答下列问题
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(1)一定条件下,充入2mol SO2(g)和2mol O2(g),20s后,测得SO2的体积百分含量为12.5%,则用SO2表示该反应在这20s内的反应速率为
 
,此时,该密闭容器内混合气体的压强是反应前的
 
倍.
(2)下面的叙述可作为判断(1)中可逆反应达到平衡状态依据的是(填序号)
 

①v(SO2)=2v(O2)           ②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变    ④各气体的浓度都不再发生变化
(3)图1表示该反应的速率(v)随时间(t)的变化的关系.则下列不同时间段中,SO3的百分含量最高的是
 

A、t0→t1      B、t2→t3     C、t3→t4     D、t5→t6
据图分析:你认为t3时改变的外界条件可能是
 
;t6时保持体积不变向体系中充入少量SO3,再次平衡后SO2的体积百分含量比t6
 
(填“大”、“小”或“等于”).
(4)图2中P是可自由平行滑动的活塞.在相同温度时,向A容器中充入4mol SO3(g),关闭K,向B容器中充入2mol SO3(g),两容器分别发生反应.已知起始时容器A和B的体积均为aL.试回答:
①反应达到平衡时容器B的体积为1.2a L,容器B中SO3转化率为
 

②若打开K,一段时间后重新达到平衡,容器B的体积为
 
L(连通管中气体体积忽略不计,且不考虑温度的影响).
(5)已知单质硫的燃烧热为△H=-296kJ/mol,经测定由S(s)生成120gSO3(g)可放热592.5kJ,请写出SO2(g)氧化生成SO3(g)的热化学方程式
 

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