题目内容
【题目】(Ⅰ)如图所示,甲、乙之间的隔板K和活塞F都可左右移动,甲中充入2molA和1molB,乙中充入2molC和1molHe,此时K停在0处。在一定条件下发生可逆反应:2A(g)+B(g)
2C(g); 反应达到平衡后,再恢复至原温度。回答下列问题:
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(1)可根据__________现象来判断甲、乙都已达到平衡。
(2)达到平衡时,隔板K最终停留在0刻度左侧a处,则a的取值范围是____________。
(3)若达到平衡时,隔板K最终停留在左侧刻度1处,则甲中C的物质的量为_____mol,乙中C的转化率________50%(填:>、<、=),此时,乙中可移动活塞F最终停留在右侧刻度________处(填下列序号:① <6 ② >6 ③ =6)
(Ⅱ)若一开始就将K、F固定,其它条件均不变,则达到平衡时:
(1)测得甲中A的转化率为b,则乙中C的转化率为_________;
(2)假设乙、甲两容器中的压强比用d表示,则d的取值范围是_______________。
【答案】 K、F不再移动 0~2 1 > ② 1-b 4/3~ 3/2
【解析】(Ⅰ)(1)根据反应式可知甲中反应达平衡时气体物质的量减小,当物质的量不变时平衡,可根据K、F不再移动来判断甲、乙都已达到平衡。
(2)根据反应式2A(g)+B(g)2C(g) 可知反应达平衡时气体物质的量减小,当物质的量不变时平衡,此时隔板K、F不再移动,当乙中没有He气时,甲中充入2molA、1molB,与乙中充入2molC到达平衡状态时,为等效的,即两边气体的物质的量相等,隔板应位于中间0处,此后向乙中再充入1molHe气,会使乙中气体压强增大,隔板向甲的方向移动,会使甲中的反应向正向移动,再次到达平衡时,隔板位于a处,通过观察,当反应未开始时隔板位于0处,每一个格相当于0.5mol气体.隔板在a处时,甲中的气体为0.5×(6-a)mol.
设甲中反应到达平衡时,有xmolB发生反应,
2A(g)+B(g)2C(g)
开始(mol) 2 1 0
转化(mol) 2x x 2x
平衡(mol)(2-2x) (1-x) 2x
(2-2x)+(1-x)=(6-a)×0.5 0.5a=x
当B完全反应时,x=1,a取最大,即a=2
2molA和1molB完全反应时生成2molC,根据可逆反应不能进行到底可知:K停留在0~2之间某位置,故答案为:0<a<2;
(3)根据题中的条件,当到达平衡时,隔板位于左侧1处,则说明乙端的相当有7个格,即乙中平衡时气体的物质的量为3.5mol,其中He为1mol.
设乙中到达平衡时有ymolC反应
2C(g)2A(g)+B(g)
开始(mol)2 0 0
转化(mol)yy 0.5y
平衡(mol)(2-y)y 0.5y
(2-y)+y+0.5y=2.5,y=1
但是对于乙来说,就不同了,如果无He,甲与乙是等效平衡,但乙的压强比甲小,则2C(g)2A(g)+B(g)的平衡向右移动了,故其转化率比大于50%;左边气体减少了0.5mol,右边增加物质的量大于0.5mol,F活塞右移,活塞F最终停留在右侧刻度大于6处;故答案为:1,>,②;
(Ⅱ)(1)体积固定,恒温、恒压容器中,两边达到平衡的状态相同,乙中的氦气对平衡无影响;体积不变,两边转化结果相同,左边甲容器中二氧化硫转化了2b%,右边乙容器中含有2b%三氧化硫,乙中三氧化硫的转化率=
==1-b%;(2)此题仍要考虑两种极限情况,即A、B完全转化与A、B完全不转化,当A、B完全转化时,恒容,
;当A、B完全不转化时,恒容,
;因此d的取值范围4/3~ 3/2。
【题目】以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生产硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为:
物质 | V2O5 | V2O4 | K2SO4 | SiO2 | Fe2O3 | Al2O3 |
质量分数/% | 2.2~2.9 | 2.8~3.1 | 22~28 | 60~65 | 1~2 | <1 |
以下是一种废钒催化剂回收工艺路线:
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回答下列问题:
(1)“酸浸”时V2O5转化为VO
,反应的离子方程式为______________,同时V2O4转化成VO2+。“废渣1”的主要成分是________。
(2)“氧化”中欲使3 mol的VO2+变为VO
,则需要氧化剂KClO3至少为________mol。