题目内容

在一密闭的2 L的容器里充入8 mol SO2和4 mol 18O2,在一定条件下开始反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

2 min末测得容器中有7.2 mol SO2.试回答:

(1)反应后18O存在哪些物质中________;

(2)2 min末SO3的浓度;

(3)用O2的浓度变化表示该时间段内的化学反应速率.

答案:
解析:

  (1)SO2 O2 SO3(2分,全对方可得分)

  (2)0.4 mol/L(2分)

  (3)0.1 mol/(L·min)(2分)


练习册系列答案
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火力发电厂释放出大量的氮氧化物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染.对燃煤废气进行脱碳和脱硫等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的.
(1)脱碳:将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H3
①取五份等体积的CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1:3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH) 与反应温度T的关系曲线如图Ⅰ所示,则上述CO2转化为甲醇的反应的△H3
0(填“>”、“<”或“=”)

②如图Ⅱ是在恒温密闭容器中,压强为P1时H2的体积分数随时间t的变化曲线,请在该图中画出该反应在P2(P2>P1)时的H2体积分数随时间t的变化曲线

(2)在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2,进行上述反应.测得CO2和CH3OH(g)的物质的量浓度随时间变化如图Ⅲ所示.
试回答:0~10min内,氢气的平均反应速率为
0.225mol/(L?min)
0.225mol/(L?min)
;该温度下,反应的平衡常数为
5.33
5.33
;(保留三个有效数字)第10min后,向该容器中再充入1mol CO2和3mol H2,则再次达到平衡时CH3OH(g)的体积分数
变大
变大
(填变大、减少、不变).
(3)脱硫:某种脱硫工艺中将废气经处理后,与一定量的氨气、空气反应,生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥.配制100ml一定物质的量浓度的硫酸铵溶液所需玻璃仪器除烧杯、胶头滴管外还需:
玻璃棒、100mL容量瓶
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(1)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应,CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。其化学平衡常数K与温度t的关系如下。请回答下列问题:

t℃

700

800

830

1000

1200

K

0.6

0.9

1.0

1.7

2.6

 

①该反应的化学平衡常数的表达式K =                     ,由上表数据可得,该反应为          反应。(填“吸热”或“放热”)

②800℃,固定容器的密闭容器中,放入混合物,其始浓度为c(CO)=0.01 mol·L-1、c(H2O)=0.03mol·L-1、c(CO2)=0.01 mol·L-1、c(H2)=0.05 mol·L-1,则反应开始时,H2O的消耗速率比生成速率            (填"大"、"小"或"不能确定")

③830℃,在1 L的固定容器的密闭容器中放入2 mol CO2和1 mol H2,平衡后CO2的转化率为         

(2)目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为1L的密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,在500℃下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)  △H=-49.0kJ·mol-1。测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示:

①平衡时CH3OH的体积分数w为              

②现在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下。下列说法正确的是                      

容器

实验1

实验2

实验3

反应物投入量(始态)

1mol CO2、3mol H2

1mol CH3OH、1mol H2O

2mol CH3OH、2mol H2O

CH3OH的平衡浓度/mol·L1

C1

C2

C3

反应的能量变化

放出 x kJ

吸收y kJ

吸收z kJ

体系压强/Pa

P1

P2

P3

反应物转化率

a1

a2

a3

A.2 C1>C3         B.x+y=49.0        C.2P2<P3

D.(a1+a3)<1      E.2P1>P3           F.a1= a2

③在一个装有可移动活塞的容器中进行上述反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。反应达到平衡后,测得CH3OH的物质的量为a mol,保持容器内的温度和压强不变,向平衡体系中通入少量的H2,再次达到平衡后,测得CH3OH的物质的量为b mol,请比较a、b的大小          

 

煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。(1) 在煤的气化反应器中发生如下几种反应:
C(s)十H2O(g)=CO(g)+H2(g)   △H= +131kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g)             △H= —394kJ/mol
CO(g)+O2(g)=CO2(g)          △H= —283kJ/mol
则CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)△H=           
(2)已知830℃时,在一个容积固定的密闭容器中,发生反应
CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)下列能判断该反应达到化学平衡状态的是                   (填字母)。
a.容器中的压强不变        b.1 mol H-H键断裂的同时断裂2 mol H-O键
c. (CO)= (H2O)     d.c(CO)=c(H2)    
又知此温度下该反应的平衡常数K=1,等物质的量的CO和H2O反应达到平衡时,CO的转化率为                .
(3) 将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应
CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),得到如下三组数据:

①实验l中以(CO2)表示的反应速率为                  
②该反应的逆反应为             (填“吸”或“放’’)热反应
③若实验3要达到与实验2相同的平衡状态(即各物质的质量分数分别相等),且t<3min,则a、b应满足的关系是                                   (用含a、b的数学式表示)。
(4)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应:
3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O(g),右图表示
该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol)的变化。

①在体积为1 L的恒容密闭容器中,充入l molCO2和3molH2,下列措施中能使c(CH3OH)增大的是             (填字母)
a.升高温度                  b.充入He(g),使体系压强增大
c.将H2O(g)从体系中分离出来      d.再充入l mol CO2和3 molH2
②当反应达到平衡时不断改变条件(但不改变
各组分物质的量和状态且只改变一个条件)反应速率随时间的变化如右图:其中表示平衡混合物中CH3OH含量最高的一段时间是         ;如t0~t1平衡常数为K1,t2~t3平衡常数为K2,则K1        K2(填“大于”、“等于”或“小于”)。

(5)煤气化过程中会生成少量CH4,已知CH4与CaSO4反应生成CaS、CO2和H2O,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为             

以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业叫煤化工。
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为: C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)   ΔH=+131.3 kJ·mol-1, 
①该反应在常温下_____________自发进行(填“能”与“不能”);
②恒温,在容积可变的密闭容器中,进行如上可逆反应。一段时间后,下列物理量不发生变化时,能表明该反应已达到平衡状态的有________________
Ⅰ混合气体的密度;               Ⅱ容器内气体的压强; Ⅲ混合气体的总物质的量;        
ⅣCO物质的量浓度       
A.只有Ⅳ    B.只有Ⅰ和Ⅳ  C.只有Ⅱ和Ⅲ  D.Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ     
(2)水煤气再进一步反应可制取氢气。反应为H2O(g)+CO(g)  H2(g)+CO2(g),某温度下该反应的平衡常数K= 4/9。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,只投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度如下表所示。下列判断不正确的是_________。  
A.反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢
B.平衡时,甲中和丙中H2的转化率均是60%
C.平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.012mol/L
D.平衡时,乙中CO2的转化率大于60%
(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ,下图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。在体积为1 L的恒容密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2反应
①下列措施中能使c (CH3OH)增大的是____________ 。
A.升高温度      B.充入He(g),使体系压强增大 C.将H2O(g)从体系中分离出来     D.再充入1mol CO2和3mol H2
②在温度T1时,当反应达到平衡时,测得n(H2) = 2.4 mol;其它条件不变,在温度T2时,当反应达到平衡时,测得n(CO2) = 0.82 mol,则T2______T1。(填“>”、“<”或“=”)
(4)在一定条件下科学家从烟道气中分离出CO2与太阳能电池电解水产生的H2合成甲醇。CH3OH、H2的燃烧热分别为:△H=-725.5kJ/mol、△H=-285.8kJ/mol。
①写出工业上以CO2、H2合成CH3OH和液态水的热化学方程式:______________;
②该转化的积极意义是___________;
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