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7.已知:SO2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)?SO3(g)△H=-98kJ/mol.某温度下,向一体积为2L的密闭容器中充入0.2mol SO2和0.1mol O2,1min后达到平衡,压强变为原来的80%,下列说法不正确的是(  )
A.1min内用O2表示的反应速率为0.03 mol•L-1•min-1
B.该反应的平衡常数数值为7.5
C.SO2的平衡转化率为60%
D.降低温度,SO2平衡浓度减小

分析 向一体积为2L的密闭容器中充入0.2mol SO2和0.1mol O2,1min后达到平衡,压强变为原来的80%,设转化的氧气为xmol,则
        SO2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)?SO3(g)
开始    0.2        0.1               0
转化   2x           x                 2x
平衡0.2-2x       0.1-x              2x
则$\frac{2x+0.2-2x+0.1-x}{0.2+0.1}$=80%,
解得x=0.03,
A.结合v=$\frac{△c}{△t}$计算;
B.K为生成物浓度幂之积与反应物浓度之积的比,K=;
C.转化率=$\frac{转化的量}{开始的量}$×100%;
D.△H<0,降低温度,平衡正向移动.

解答 解:向一体积为2L的密闭容器中充入0.2mol SO2和0.1mol O2,1min后达到平衡,压强变为原来的80%,设转化的氧气为xmol,则
        SO2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)?SO3(g)
开始    0.2        0.1               0
转化   2x           x                 2x
平衡0.2-2x       0.1-x              2x
则$\frac{2x+0.2-2x+0.1-x}{0.2+0.1}$=80%,
解得x=0.03,
A.1min内用O2表示的反应速率为$\frac{\frac{0.03mol}{2L}}{1min}$=0.015 mol•L-1•min-1,故A错误;
B.K为生成物浓度幂之积与反应物浓度之积的比,K=$\frac{(\frac{2×0.03mol}{2L})^{2}}{(\frac{0.14mol}{2L})^{2}×(\frac{0.07mol}{2L})}$=0.007,故B错误;
C.SO2的平衡转化率为$\frac{转化的量}{开始的量}$×100%=$\frac{2×0.03mol}{0.2mol}$×100%=30%,故C错误;
D.△H<0,降低温度,平衡正向移动,SO2平衡浓度减小,故D正确;
故选D.

点评 本题考查化学平衡的计算,为高频考点,把握化学平衡三段法、转化率计算等为解答的关键,侧重分析与计算能力的考查,注意利用平衡浓度计算K,题目难度不大.

练习册系列答案
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17.有机物的反应往往伴随副反应发生,因此 需要分离提纯.有一种水果香精的合成步骤如下:
Ⅰ合成:
在干燥的圆底烧瓶中加入11.5mL(9.3g,0.125mol)正丁醇、7.2mL(7.5g,0.125mol)冰醋酸和3~4滴浓H2SO4,摇匀后,加几粒沸石,再按图1所示装置安装好.在分水器中预先加入5.00mL水,其水面低于分水器回流支管下沿3~5mm,然后用小火加热,反应大约40min.
Ⅱ分离提纯:
①将烧瓶中反应后的混合物冷却后与分水器中的酯层合并,转入分液漏斗,依次用10mL水、10mL 10% 碳酸钠溶液洗至中性,充分振荡后静置,分去水层.
②将酯层倒入小锥形瓶中,加少量无水硫酸镁干燥.
③将乙酸正丁酯粗产品转入50mL蒸馏烧瓶中,加几粒沸石进行常压蒸馏,收集产品.
主要试剂及产物的物理常数如下:
化合物正丁醇冰醋酸乙酸正丁酯正丁醚
密度/(g/mL)0.8101.0490.8820.7689
沸点/℃117.8118.1126.1143
在水中的溶解性易溶易溶难溶难溶
制备过程中还可能有的副反应:
2CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O
(1)合成和分离过程中均使用沸石,其作用防止液体加热时发生暴沸.
(2)如图1整个装置可看作由分水器、圆底烧瓶和冷凝管组成,其中冷水应从b(填a或b)管口通入.
(3)在操作步骤②后(即酯层用无水硫酸镁干燥后),应先过滤(填实验操作名称),然后将乙酸正丁酯粗产品转入蒸馏烧瓶中,如果蒸馏装置如图2所示,则收集到的产品中可能混有正丁醚杂质.
(4)步骤③的常压蒸馏,需控制一定的温度,你认为在BD中加热比较合适(请从下列选项中选择).
A.水                  B.甘油(沸点290℃)
C.沙子                D.石蜡油(沸点200~300℃)
(5)如何根据装置中的实验现象判断该合成反应达到了终点分水器中水面不再升高.
(6)反应结束后,若放出的水为6.98mL(水的密度为1g/mL),则正丁醇的利用率约为88%.

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