题目内容
【题目】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:
(1)一定条件下,充入2molSO2(g)和2molO2(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____。
(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正(SO2)=2v逆(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)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(_________)
A、t2→t3) B、t0→t1 C、t5→t6 D、t3→t4
据图你认为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时____(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 molSO3(g),关闭K,向B容器中充入2 molSO3(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1.2aL,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)。
【答案】0.04mol/(Ls) ③④ B 加入催化剂 小 40% 2.6a
【解析】
(1)设二氧化硫的转化率为x,则
2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
开始:2mol 2mol 0
开始:2xmol xmol 2xmol
平衡:(2-2x)mol (2-x)mol 2xmol
20s后,测得SO2的体积百分含量为12.5%,相同条件下,气体的体积分数等于物质的量分数,即:,解得x = 0.8,
反应消耗的二氧化硫的物质的量为:2xmol = 2×0.8mol = 1.6mol,再求二氧化硫表示该反应在这20s内的反应速率。
(2)①v正(SO2)=2v逆(O2),一个正向,一个逆向,且速率等于计量系数,因此为平衡状态,故①正确;②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,故②错误;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,正向移动时相对分子质量增大,当不变就达到平衡,故③正确;④各气体的浓度不再变化时,说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,故④正确。
⑶A选项,t2→t3,在t1时正逆反应速率都增大,且逆反应速率大于正反应速率,平衡向着逆向移动,说明是升高了温度,三氧化硫的含量减小,小于t0→t1;B选项,t0→t1时反应达到了初始平衡状态;C选项,t5→t6,正逆反应速率都减小,正反应速率减小的更多,平衡向着逆向移动,说明是减小了压强,三氧化硫的含量减小,小于t3→t4;D选项,t3→t4,正逆反应速率都增大且相等,说明使用了催化剂,化学平衡不移动,三氧化硫的含量不变,与t2→t3相等;因此三氧化硫的含量最高的为t0→t1;故B正确。
t3时正逆反应速率都增大,且相等,说明使用了催化剂;t6时保持体积不变向体系中充入少量SO3,相当于增大了压强,达到平衡时二氧化硫转化率增大,二氧化硫的百分含量减小,所以再次平衡后SO2的体积百分含量比t6时减小。
⑷①反应达到平衡时容器B的体积为1.2aL,B为恒压条件下,容器的容积与气体的物质的量成正比,说明达到平衡时气体的物质的量为反应前的1.2倍,即平衡时混合气体的物质的量为2.4mol,气体物质的量增加了0.4mol,设反应消耗了三氧化硫nmol,则
2SO3(g) 2SO2(g) + O2(g) Δn
2mol 2mol 1mol 1mol
nmol 0.4mol
2mol:nmol = 1mol:0.4mol
解得n = 0.8mol,三氧化硫的转化率为:。
②若打开K,一段时间后重新达到平衡,在恒温恒压条件下,与向B中进入6mol三氧化硫达到的平衡为等效平衡,所以达到平衡时整个容器的容积为:6mol:2mol=V:1.2a,V=3.6a,所以容器B的体积为:3.6a-a = 2.6a。
(1)设二氧化硫的转化率为x,则
2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
开始:2mol 2mol 0
开始:2xmol xmol 2xmol
平衡:(2-2x)mol (2-x)mol 2xmol
20s后,测得SO2的体积百分含量为12.5%,相同条件下,气体的体积分数等于物质的量分数,即:,解得x = 0.8,
反应消耗的二氧化硫的物质的量为:2xmol = 2×0.8mol = 1.6mol,二氧化硫表示该反应在这20s内的反应速率为:,故答案为:0.04molL-1s-1。
(2)①v正(SO2)=2v逆(O2),一个正向,一个逆向,且速率等于计量系数,因此为平衡状态,故①正确;②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,故②错误;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,正向移动时相对分子质量增大,当不变就达到平衡,故③正确;④各气体的浓度不再变化时,说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,故④正确;因此③④正确。
⑶A选项,t2→t3,在t1时正逆反应速率都增大,且逆反应速率大于正反应速率,平衡向着逆向移动,说明是升高了温度,三氧化硫的含量减小,小于t0→t1;B选项,t0→t1时反应达到了初始平衡状态;C选项,t5→t6,正逆反应速率都减小,正反应速率减小的更多,平衡向着逆向移动,说明是减小了压强,三氧化硫的含量减小,小于t3→t4;D选项,t3→t4,正逆反应速率都增大且相等,说明使用了催化剂,化学平衡不移动,三氧化硫的含量不变,与t2→t3相等;因此三氧化硫的含量最高的为t0→t1;故B正确。
t3时正逆反应速率都增大,且相等,说明使用了催化剂;t6时保持体积不变向体系中充入少量SO3,相当于增大了压强,达到平衡时二氧化硫转化率增大,二氧化硫的百分含量减小,所以再次平衡后SO2的体积百分含量比t6时减小;故答案为:B;加入催化剂;小;
⑷①反应达到平衡时容器B的体积为1.2aL,B为恒压条件下,容器的容积与气体的物质的量成正比,说明达到平衡时气体的物质的量为反应前的1.2倍,即平衡时混合气体的物质的量为2.4mol,气体物质的量增加了0.4mol,设反应消耗了三氧化硫nmol,则
2SO3(g) 2SO2(g) + O2(g) Δn
2mol 2mol 1mol 1mol
nmol 0.4mol
2mol:nmol = 1mol:0.4mol
解得n = 0.8mol,三氧化硫的转化率为:,故答案为:40%。
②若打开K,一段时间后重新达到平衡,在恒温恒压条件下,与向B中进入6mol三氧化硫达到的平衡为等效平衡,所以达到平衡时整个容器的容积为:6mol:2mol=V:1.2a,V=3.6a,所以容器B的体积为:3.6a-a = 2.6a,故答案为:2.6a。
【题目】某实验小组为探究漂白性的原因进行如下实验。已知易溶于水,能溶于乙醇。的水溶液中存在下列平衡:
;
。
实验室用亚硫酸钠粉末与硫酸制取,装置如图气密性良好。
(1)盛装的硫酸的仪器名称是________。使用的硫酸比用的硫酸反应效果好,其原因是________。装置B的作用是________。
(2)第一次实验:
C装置中混合溶液 | 品红的水溶液 | 品红的乙醇溶液 |
实验现象 | 红色褪去 | 无变化 |
从上述实验可知使品红水溶液褪色的微粒可能为________写出两种即可。
(3)实验小组为进一步探究是使品红水溶液褪色的原因之一,进行第二次实验:取与第一次实验等体积等浓度的品红水溶液于装置C中,再加入少量NaOH固体,品红水溶液无明显变化,然后通入气体,C装置中品红水溶液褪色。以上实验______填“能“或“不能”证明是使品红溶液褪色的原因之一,试用离子方程式说明理由:________。
(4)请你设计探究是使品红水溶液褪色的原因之一的实验方案:________。
【题目】常温常压下,两个容积相同的烧瓶中分别盛满X和Y两种气体,打开开关a,使两烧瓶内的气体相通,最后容器内的压强由大到小的顺序排列正确的是
编号 | ① | ② | ③ | ④ |
气体X | HI | NH3 | H2 | NO |
气体Y | Cl2 | HCl | Cl2 | O2 |
A. ②>③>①>④ B. ③>①=④>②
C. ③>①>④>② D. ④>①>②>③
【题目】在如图装置中,烧瓶中充满干燥气体a。将滴管中的液体b挤入烧瓶内,轻轻振荡烧瓶,然后打开弹簧夹f,烧杯中的液体b呈喷泉状喷出,最终几乎充满整个烧瓶。a和b可能是( )
a(干燥气体) | b(液体) | |
① | NH3 | 水 |
② | CO2 | 饱和NaOH溶液 |
③ | Cl2 | 饱和食盐水 |
④ | NO2 | 水 |
⑤ | HCl | 0.1 mol·L1AgNO3溶液 |
A. ①②③B. ①②⑤C. ②④⑤D. ①②④