题目内容

一定温度下,容积为2 L的甲、乙两固定容积的密闭容器中,发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。达平衡时测得有关数据如下表。

容器

甲

乙

反应物投入量

2 mol SO2、1 mol O2

4 mol SO3

n(SO3)/mol

1.6

a

反应物的转化率

α1

α2

 

下列说法正确的是(  )。

A.α1+α2>1

B.1.6<a<3.2

C.若甲中反应2 min时达到平衡,则2 min 内平均速率v(O2)=0.2 mol·L-1·min-1

D.甲平衡后再加入0.2 mol SO2、0.2 mol O2和0.4 mol SO3,平衡正向移动

 

CD

【解析】乙容器中投入4 mol SO3,相当于投入4 mol SO2、2 mol O2,刚好是甲容器投入量的两倍,可以看成是在两个甲容器中分别投入2 mol SO2、1 mol O2,平衡时分别与甲相同。此时,甲中生成的SO3的物质的量正好等于每份容器中剩余的SO3,所以α1+α3=1。然后加压将两份容器压缩成1个甲容器大小,若平衡不移动,各物质的物质的量均不变, n(SO3)= 1.6 mol×2=3.2 mol。由于该反应是气体化学计量数减小的反应,加压平衡正向移动得到更多SO3,所以乙容器中n(SO3)> 3.2 mol,而且α2<α3,即α1+α2<1,A、B错误。

一定温度下,甲容器中:

      2SO2(g)  + O2(g) 2SO3(g)

初始浓度

(mol·L-1)  1      0.5    0

变化浓度

(mol·L-1)  0.8     0.4    0.8

平衡浓度

(mol·L-1)  0.2     0.1    0.8

v(O2)= 0.4 mol·L-1 ÷ 2 min = 0.2 mol·L-1·min-1,C项正确。

平衡常数为:K===160。

D项浓度商为:Qc===<160,所以平衡正向移动,正确。

 

练习册系列答案
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甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。

Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH=206.0 kJ·mol-1

Ⅱ:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=-129.0 kJ·mol-1

(1)CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为______________________________________________________。

(2)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入容积为100 L的反应室,在一定条件下发生反应Ⅰ,测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如右图。

①假设100 ℃时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示该反应的平均反应速率为________。

②100 ℃时反应Ⅰ的平衡常数为________。

(3)在压强为0.1 MPa、温度为300 ℃条件下,将a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应Ⅱ生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原来的,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是________(填字母序号)。

A.c(H2)减少

B.正反应速率加快,逆反应速率减慢

C.CH3OH 的物质的量增加

D.重新平衡c(H2)/c(CH3OH)减小

E.平衡常数K增大

(4)写出甲醇-空气-KOH溶液的燃料电池负极的电极反应式:__________________________________________________。

(5)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。实验室用如图装置模拟上述过程:

①写出阳极电极反应式____________________________。

②写出除去甲醇的离子方程式__________________________________。

 

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