题目内容

12．硫酸工业中SO2转化为SO3是重要的反应之一，在一定压强和催化剂作用下在2L密闭容器中充入0.8molSO2和2molO2发生反应：2SO2（g）+O2（g）$?_{加热}^{催化剂}$2SO3（g），SO2的转化率随温度的变化如表所示：
温度℃450500550600
SO2的转化率%97.595.890.5080.0
（1）由表中数据判断△H＜0（填“＞”、“=”或“＜”）
（2）能判断该反应是否达到平衡状态的是ACF
A．容器的压强不变                    B．混合气体的密度不变
C．混合气体中SO3的浓度不变           D．C（SO2）=C（SO3）
E．V正（SO2）=V正（SO3）             F．V正（SO3）=2V逆（O2）
（3）某温度下经2min反应达到平衡后C（SO2）=0.08mol•L-1．
①0～2min之间，O2的反应速率为0.08mol•L-1•min-1．
②此时的温度为600℃．
③此温度下的平衡常数为$\frac{400}{21}$（可用分数表示）．
（4）若将平衡反应混合物的压强增大（假如体积可变），平衡将正向移动．

分析 （1）升高温度，可逆反应向吸热反应方向移动，根据平衡常数与温度变化关系确定焓变；
（2）当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，据此解答，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态；
（3）计算平衡时各组分的平衡浓度，代入平衡常数表达式计算；
（4）压强增大，平衡向气体体积减少的方向移动．

解答 解：（1）升高温度，平衡向吸热方向移动，根据表格知，温度越高，化学平衡常数越小，说明平衡向逆反应方向移动，所以正反应是放热反应，即△H＜0，
故答案为：＜；
（2）A．随反应进行气体的物质的量减少，压强减少，容器中压强不变，说明到达平衡状态，故A正确；
B．随反应进行气体的质量不变，容器的体积也不变，密度不变，混合气体的密度不变，不能说明到达平衡状态，故B错误；
C．混合气体中SO3的浓度不变，能说明到达平衡状态，故C正确；
D．反应到达平衡时个物质的浓度不变，但不一定C（SO2）=C（SO3），所以不能作为达平衡状态的标志，故D错误；
E．在任何时刻v正（SO2）=v正（SO3），所以不能作为达平衡状态的标志，故E错误；
F．v正（SO3）=2v逆（O2）不同物质表示的速率之比等于化学计量数之比，说明到达平衡状态，故F正确；
故选：ACF；
（3）2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g），
反应开始（mol/L）   0.4              1             0
反应（mol/L）         0.32           0.16         0.32
平衡 （mol/L）       0.08             0.84       0.32
平衡常数K=$\frac{0.3{2}^{2}}{0.0{8}^{2}×0.84}$=$\frac{400}{21}$，
故答案为：$\frac{400}{21}$；
（4）该反应正向是一个气体体积减少的反应，所以压强增大，平衡向正反应方向移动，故答案为：正．

点评 本题考查了影响化学平衡移动的因素、平衡状态的判断、反应速率的计算、平衡常数的计算等知识点，注意利用三段式计算平衡时各组分的平衡浓度，代入平衡常数表达式计算．

练习册系列答案
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已知：烯烃复分解反应是指在催化剂作用下，实现两边基团换位的反应．如两个丙烯分子进行烯烃换位，生成丁烯和乙烯．
2CH2═CHCH3$\stackrel{催化剂}{→}$CH3CH═CHCH3+CH2═CH2
请按要求填空：
（1）反应①的化学反应类型是取代反应．
（2）反应④是与HCl加成，设计这一步反应的目的是保护分子中碳碳双键不被氧化．
（3）反应②的化学方程式为2CH2═CH-CH2Cl$\stackrel{催化剂}{→}$ClCH2-CH═CH-CH2Cl+CH2═CH．
（4）物质E的结构简式是．
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A. 物质A由Z与Y两种元素组成，则0.5 mol物质A中含有的离子数约为9.03×1023

B. 元素Y、Z、W形成的离子具有相同电子层结构，其离子半径依次增大

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材料、能源、信息、环境与化学关系密切，下列说法不正确的是

A．我们使用合金是因为它比纯金属具有更优良的机械性能

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7．二甲醚（CH3OCH3）是一种应用前景广阔的清洁燃料，以CO和H2为原料生产二甲醚主要发生以下三个反应：
编号热化学方程式化学平衡常数
①CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1K1
②2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）△H2=-24kJ•mol-1K2
③CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H3=-41kJ•mol-1K3
回答下列问题：
（1）已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：
化学键H-HC-OC=OH-OC-H
E/（kJ．mol-1）4363431076465413
由上述数据计算△H1=-99 kJ•mol-1．
（2）该工艺的总反应为3CO（g）+3H2（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）△H
该反应△H=-263 kJ•mol-1，化学平衡常数K=K12•K2•K3（用含K1、K2、K3的代数式表示）．
（3）下列措施中，能提高CH3OCH3产率的有AD．
A．分离出二甲醚               B．升高温度
C．改用高效催化剂             D．增大压强
（4）工艺中反应①和反应②分别在不同的反应器中进行，无反应③发生．该工艺中反应③的发生提高了CH3OCH3的产率，原因是反应③消耗了反应②中的产物H2O，使反应②的化学平衡向正反应方向移动，从而提高CH3OCH3的产率．
（5）以$\frac{n（{H}_{2}）}{n（CO）}$=2 通入1L的反应器中，一定条件下发生反应：4H2（g）+2CO（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）△H，其CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图所示．下列说法正确的是CD．
A．该反应的△H＞0
B．若在p2和316℃时反应达到平衡，则CO的转化率小于50%
C．若在p3和316℃时反应达到平衡，H2的转化率等于50%
D．若在p3和316℃时，起始时$\frac{n（{H}_{2}）}{n（CO）}$=3，则达平衡时CO的转化率大于50%
E．若在p1和200℃时，反应达平衡后保持温度和压强不变，再充入2mol H2和1mol CO，则平衡时二甲醚的体积分数增大
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17．（1）将1.0mol CH4和2.0mol H2O （ g ）通入容积固定为10L的反应容器中，在一定条件下发生反应：
CH4 （ g ）+H2O （ g ）?CO （ g ）+3H2 （ g ），测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图1．

①该反应的△H＞0（填“＞”“＜”或“=”）
②假设100℃时达到平衡所需的时间为3min，则用H2表示该反应的平均反应速率为0.05mol/（L•min）．
③100℃时该反应的平衡常数的数值为0.0225．
④可用来判断该反应达到平衡状态的标志有AEF（填字母）．
A．CO的含量保持不变                  B．CH4浓度与CO浓度相等
C．ν正（CH4）=3ν逆（H2）              D．混合气体的密度保持不变
E．混合气体的总物质的量保持不变       F．混合气体的压强度保持不变
（2）生成甲醇的反应：CO （g）+2H2 （g）?CH3OH （g）△H=-129.0kJ/mol，按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图2所示．下列说法正确的是CD（填字母）．
A．温度：T1＞T2＞T3
B．正反应速率：ν（a）＞ν（c）； ν（b）＞ν（d）
C．平衡常数：K（a）＞K（c）； K（b）=K（d）
D．平均摩尔质量：M（a）＞M（c）； M（b）＞M（d）
（3）工业上利用甲醇制备氢气的常用方法之一为：甲醇蒸气重整法．该法中的一个主要反应为CH3OH（g）?CO（g）+2H2（g），此反应能自发进行的原因是该反应是一个熵增的反应．．
4．向2L密闭容器中通入amol气体A和bmol气体B，在一定条件下发生反应：x A（g）+yB（g）?pC（g）+qD（g）已知：平均反应速率Vc=$\frac{1}{2}$Va，反应2min时A的浓度减少了$\frac{1}{3}$，B的物质的量减少了$\frac{a}{2}$mol，有a mol D生成．回答下列问题：
1、化学反应方程式中，x=2，y=3，p=1，q=6
2、如果只升高反应温度，其他反应条件不变，平衡时D为 1.5a mol  则该反应的△H＜ 0；（填“＞、＜或=”）
3、如果其他条件不变，将容器的容积变为1L，进行同样的实验，则与上述反应比较：
①反应速率增大（填：“增大”“减小或“不变”）．
②平衡时反应物的转化率减小（填：“增大”“减小或“不变”）理由是压强增大，平衡逆向移动，转化率减小．
1．抗酸药作用是：其有效成分都能中和胃里过多的盐酸，缓解胃部不适，其主要成分时能中和盐酸的化学物质，如氢氧化镁、氢氧化铝、碳酸氢钠，写出它们三者分别和盐酸的反应方程式：
（1）Mg（OH）2+2H+=Mg2++2H2O；
（2）Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O；
（3）HCO3-+H+=CO2↑+H2O．
2．有下列物质：A．SiO2、B．金刚石、C．白磷、D．NH3、E．干冰、F．冰、G．固体氩 H、CH4
（1）属于原子晶体的化合物是A （填字母，下同），直接由原子构成的分子晶体是G．
（2）由极性键构成的极性分子是DF，由极性键构成的非极性分子是EH，由非极性键构成的非极性分子是C．
（3）VSEPR模型与分子构型一致的化合物分子是EH．

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