题目内容

【题目】利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤。

(1)T1℃时,在2L密闭容器中充入0.6molSO3,图1表示SO3物质的量随时间的变化曲线。

①平衡时,SO3的转化率为______(保留一位小数);在T1℃下反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) 的平衡常数为____________;若其他条件不变,在8min时压缩容器的体积至1L,则n(SO3)的变化曲线为_______(填字母)。

②下表为不同温度(T)下反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H<0的化学平衡常数(K):

T/℃

T2

T3

K

20.5

4.68

由此推知,其他条件相同,在T1、T2、T3三种不同温度下,反应从开始至达到平衡时所需要的时间最长的是 _____________。(填“T1”、“T2”或“T3”)

(2)在体系恒压的条件下进行反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),原料气中SO2和O2的物质的量之比(k)不同时,SO2的平衡转化率与温度(t)的关系如图2所示:图中k1、k2、k3的大小顺序为____________。

【答案】 66.7% 2.5 c T2 k1>k2>k3

【解析】(1)在容积为2L密闭容器中充入0.6molSO3,由图1平衡时SO3物质的量为0.2mol,

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

起始量(mol)0 0 0.6

变化量(mol) 0.4 0.2 0.4

平衡量(mol) 0.4 0.2 0.2

①SO3的转化率为=×100%≈66.7%;K===2.5;其他条件不变,在8min时压缩容器体积至0.5L,平衡向正反应方向移动,n(SO3)变大,即为图像c,故答案为:66.7%;2.5; c;

②因为反应为放热反应,温度越低,平衡越向正反应方向移动,平衡常数越大,所以温度最低的为K最大的,即T2,故答案为:T2;

(2)相同温度和压强下,K越小,氧气浓度越大,平衡正向移动,则二氧化硫的转化率越大,则k1>k2>k3,故答案为:k1>k2>k3。

练习册系列答案
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【题目】燃煤能排放大量的CO、CO2、SO2,PM2.5(可入肺颗粒物),冬季空气污染严重也跟冬季燃煤密切相关。

SO2、CO、CO2也是对环境影响较大的气体,对它们的合理控制、利用是优化我们生存环境的有效途径。

(1)PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的可入肺的有害颗粒,下列有关说法中正确的是______(填字母)。

a.PM2.5在空气中一定能形成气溶胶

b.PM2.5比表面积大能吸附大量的有毒有害物质

c.PM2.5 主要来源于直接排放的工业污染物和汽车尾气等

d.酸雨、臭氧层破坏等环境问题与PM2.5无关

(2)有一种用CO2生产甲醇燃料的方法:CO2+3H2CH3OH+H2O

已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-a kJmol-1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-b kJmol-1

H2O(g)-H2O(l) △H=-c kJmol-1

CH3OH(g)=CH3OH(l) △H=-d kJmol-1

则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为________________________________。

(3)工业上还可以通过下列反应制备甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在一容积可变的密闭容器中充入10molCO和20molH2,CO的平衡转化率随温度(T)、压强(p)的变化如图所示。

①下列说法不能判断该反应达到化学平衡状态的是______(填字母)。

a.H2的消耗速率是CH3OH的生成速率的2倍

b.H2的体积分数不再改变

c.体系中H2的转化率和CO的转化率相等

d.体系中气体的平均摩尔质量不再改变

②比较A、B两点压强大小PA_____ PB (填“>”、“<”或“=”)。

③若达到化学平衡状态A时。容器的体积为20L。如果反应开始时仍充入10molCO和20molH2,则在平衡状态B时容器的体积V(B)=____________L。

(4)SO2在一定条件下可与氧气构成原电池。右图是利用该电池在铁表面镀铜的装置示意图:

①该电池的负极反应:__________________________________;质于膜(只允许H通过)

②当甲中消耗2.24 LO2(标准状况)时,乙中__________(填“a”或“b”)增重_________g。

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