题目内容
【题目】运用化学反应原理研究化学反应有重要意义。
(1)将1 mol SO2和0.5 mol O2充入一密闭容器,发生如下反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),混合体系中SO3的平衡百分含量和温度的关系如图1所示。
①若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气,平衡_____(填“向左”、“向右”或“不”)移动。
②若在恒温、体积不变的容器中向上述平衡体系中通入SO3气体,平衡_______填“向左”、“向右”或“不”)移动,再次平衡后SO3的百分含量_______ (填“增大”、“不变”或“减小”)
③若反应进行到状态D时,v正________(填“>”“<”或“=”)v逆。
(2)课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,应用此法反应达到平衡时反应物的转化率不高。
①能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的措施是________(填编号)。
A.使用更高效的催化剂
B.升高温度
C.及时分离出氨气
D.充入氮气,增大氮气的浓度(保持容器体积不变)
②若在某温度下,2 L的密闭容器中发生合成氨的反应,图2表示N2的物质的量随时间的变化曲线。用H2表示0~10 min内该反应的平均速率v(H2)=________。从第11 min起,压缩容器的体积为1 L,则n(N2)的变化曲线为________(填编号)。
③该反应化学平衡常数的表达式为_______
【答案】 向左 向左 增大 > D 0.06 mol·L-1·min-1 d K=
【解析】(1)①若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气,该反应体系的压强减小,平衡向气体体积增大的方向移动,所以平衡向左移动;②若在恒温、体积不变的容器中向上述平衡体系中通入SO3气体,生成物浓度增大,平衡向左移动,加入SO3的量远大于平衡移动减少的量,故再次平衡后SO3的百分含量增大;③D状态相对于A状态,三氧化硫的含量较小,要使该反应达到平衡状态,该反应必须向正反应方向移动,所以v正>v逆;(2)①A.使用更高效的催化剂能使反应速率增大,但不能使平衡移动,选项A错误;B.升高温度反应速率增大,该反应正反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,选项B错误;C.及时分离出氨气,生成物的浓度降低,反应速率减小,平衡向正反应方向移动,选项C错误;D.充入氮气,增大氮气的浓度(保持容器体积不变),反应物的浓度增大,反应速率增大,平衡向正反应方向移动,选项D正确。答案选D;②0~10 min时N2从0.6 mol减少到0.2 mol,变化量为0.4 mol,则H2的变化量为1.2 mol,v(H2)==0.06 mol·L-1·min-1;平衡时压缩容器的体积,气体的压强增大,平衡正向移动,N2的物质的量在原有基础上减小,图线d符合题意;③该反应化学平衡常数的表达式为K=
。
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