题目内容

3.如图所示,有两只密闭容器A和B,A容器有一个移动的活塞能使容器内保持恒压,B容器能保持恒容.起始时向这两只容器中分别充入等量的体积比为2:1的SO2与O2的混合气体,并使A和B容积相等(如图).在保持400℃的条件下使之发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)$?_{△}^{催化剂}$2SO3(g),填写下列空格.
(1)达到平衡时所需的时间A容器比B容器小,A容器中SO2的转化率比B容器大.
(2)达到(1)所述平衡后,若向两容器中通入数量不多的等量氩气,A容器化学平衡逆向移动,B容器化学平衡不移动.

分析 发生2SO2(g)+O2(g)$?_{△}^{催化剂}$2SO3(g),A中恒压,B恒容,
(1)A中发生反应时,n减小,则V减小,相等于压强增大,平衡正向移动的程度大;
(2)A中恒压通入数量不多的氩气,体积增大,相等于压强减小,而B中恒容通入数量不多的氩气,反应体系中物质的浓度不变.

解答 解:发生2SO2(g)+O2(g)$?_{△}^{催化剂}$2SO3(g),A中恒压,B恒容,
(1)A中发生反应时,n减小,则V减小,相等于压强增大,则A中反应速率大,达到平衡时所需的时间A容器比B容器小;A中平衡正向移动的程度大,则A容器中SO2的转化率比B容器大,
故答案为:小;大;
(2)A中恒压通入数量不多的氩气,体积增大,相等于压强减小,则A中化学平衡逆向移动;而B中恒容通入数量不多的氩气,反应体系中各物质的浓度不变,B中平衡不移动,
故答案为:逆向;不.

点评 本题考查化学平衡的计算及平衡移动,为高频考点,把握外界条件、速率及转化率判断、平衡移动为解答本题的关键,侧重分析与计算能力的考查,注意固定B分析A进行对比分析,题目难度不大.

练习册系列答案
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8.(1)在2L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),在其他条件不变的情况下,探究温度对反应的影响,实验结果如图1所示(注:T2>T1,均大于300℃).
①温度为T2时,从反应开始到平衡,生成甲醇的平均反应速率为$\frac{{n}_{B}}{2{t}_{B}}$mol/(L•min).
②通过分析图1,温度对反应CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)的影响可以概括为当其他条件一定时,升高温度,反应速率加快;当其他条件一定时,升高温度,平衡逆向移动.

③下列情形能说明上述反应已达到平衡状态的是AD(填字母).
A.体系压强保持不变
B.密闭容器中CO2、H2、CH3OH(g)、H2O(g)4种气体共存
C.CH3OH与H2物质的量之比为1:3
D.每消耗1mol CO2的同时生成3mol H2
④已知H2(g)和CH3OH(l)的燃烧热△H分别为-285.8kJ•mol-1和-726.5kJ•mol-1,写出由CO2和H2生成液态甲醇和液态水的热化学方程式:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l)△H=-130.9kJ•mol-1
(2)在容积可变的密闭容器中,由CO和H2合成甲醇CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图2所示.
①该反应的平衡常数表达式K=$\frac{[C{H}_{3}OH]}{[CO]•[{H}_{2}]^{2}}$,250℃、0.5×104 kPa下的平衡常数>(填“>”、“<”或“=”)300℃、1.5×104 kPa下的平衡常数.
②实际生产中,该反应条件控制在250℃、1.3×104 kPa左右,选择此压强而不选择更高压强的理由是在1.3×104kPa下,CO的转化率已经很高,如果增加压强CO的转化率提高不大,而生产成本增加,得不偿失.

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