题目内容

已知2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H＜0，温度一定，体积为3L的密闭容器中，投入2mol SO2和1molO2，2min反应达平衡时，容器中有1.2mol SO3，放出热量118.2kJ，试计算：
（1）写出该反应的热化学方程式．
（2）该反应中SO2的转化率是多少？
（3）反应2分钟，以O2表示的平均反应速率为多少？
（4）计算达平衡后SO2的质量分数为多少？
考点：化学平衡的计算
专题：化学平衡专题
分析：（1）依据热化学方程式书写方法，结合题干条件计算生成2mol三氧化硫放热为197KJ，标注物质聚集状态和对应反应的焓变得到；
（2）依据化学平衡三段式列式计算，转化率=
消耗量
起始量
×100%；
（3）依据化学反应速率V=
△c
△t
计算；
（4）达到平衡时二氧化硫的质量分数=
二氧化硫质量
物质的总质量
×100%．
解答： 解：（1）2min反应达平衡时，容器中有1.2mol SO3，放出热量118.2kJ，生成2mol三氧化硫放热为197KJ，标注物质聚集状态和对应反应的焓变写出反应的化学方程式为：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-197KJ/mol；
答：该反应的热化学方程式为：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-197KJ/mol；
（2）依据化学平衡三段式列式计算；
               2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）
起始量（mol）   2         1       0
变化量（mol）   1.2       0.6     1.2
平衡量（mol）   0.8      0.4      1.2
反应中SO2的转化率=
1.2mol
2mol
×100%=60%；
答：反应中SO2的转化率为60%；
（3）依据（2）计算结果，反应2分钟，以O2表示的平均反应速率=
0.6mol
3L
2min
=0.1mol/（L?min）；
答：反应2分钟，以O2表示的平均反应速率为0.1mol/（L?min）；
（4）达到平衡时二氧化硫的质量分数：
0.8×64
0.8×64+0.4×32+1.2×80
×100%=
51.2
160
×100%=32%，答：达平衡后SO2的质量分数为32%．
点评：本题考查了热化学方程式书写，化学平衡计算应用，主要是平衡浓度和转化率的计算，掌握基础是关键，题目难度中等．
练习册系列答案
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在所有生物中，硫是构成多种氨基酸的重要元素，其氧化物SO2是形成酸雨的主要成份，而硫酸的产量常用来衡量一个国家发达程度，同时硫的多种化合物在日常生活中作用巨大，所以研究硫及其化合物的性质有重要意义．请回答有关问题：
（1）写出硫元素的原子结构示意图：
 
；
（2）硫的单质通常以S6和S8两种形式呈出，S6和S8互为
 
；
A．同素异形体B．同分异构体C．同系物D．同位素
（3）Cu2S在高温条件下发生如下反应：2Cu2S（s）+3O2（g）═2Cu2O（s）+2SO2（g）△H=-773kJ?mol-1，当该反应生成标准状况下4.48LSO2时，释放出的热量为
 
kJ；
（4）Na2S溶液在空气中长期放置，和氧气反应生成与过氧化钠的结构及化学性质相似的物质Na2S2，该反应的化学方程式为：
 
，当生成55gNa2S2时，转移电子的数目为
 
mol；
（5）硫酸工业生产中涉及反应：2SO2（g）+O2（g）
催化剂
高温高压
2SO3（g）．向2L的容器中充入2molSO2、1molO2，SO2的平衡转化率与温度的关系如图所示，请回答：
①T1温度下，反应进行到状态D时，v正
 
v逆（填“＞”、“＜”或“=”）；
②若在T3温度时，达平衡时测得反应放出的热量为Q1．此时再向容器中加入2molSO2、1molO2并使之重新达到平衡，测得又放出热量Q2．则下列说法正确的是
 
（填序号字母）．
A．容器的压强增大为原来的两倍  B．Q2一定等于Q1
C．重新平衡时SO2的转化率一定大于80%  D．T3时的平衡常数大于T1时的平衡常数．
2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）是工业制硫酸的主要反应之一．一定温度下，在甲、乙、丙、丁四个容积为2L的恒容密闭容器中投料，其起始物质的量及含硫反应物的平衡转化率如表所示．下列判断中，正确的是（　　）
 甲乙丙丁
起始物质的量n（SO2）/mol0.400.400.800
n（O2）/mol0.240.480.480.04
n（SO3）/mol0000.40
含硫反应物的平衡转化率/%80α1α2α3
A、丁中SO3的平衡转化率为α3=80%
B、该温度下，平衡常数的值为400
C、平衡时，丙中c（SO3）是甲中的2倍
D、平衡时，甲中O2的转化率小于乙中O2的转化率
某实验小组欲利用以图所示的方法，从含Ag+、Fe3+、Al3+三种阳离子的混合液中分离提取单质Ag、Fe、Al（某些反应的条件已略去）．

回答下列问题：
（1）请填写下列空白：
试剂①的名称：
 
，试剂③的化学式：
 
，化合物①的晶体类型：
 
；
（2）写出下列反应的离子方程式：
溶液A与试剂②在一定条件反应：
 
，
溶液B中通入过量CO2：
 
；
（3）图中“化合物②→金属丙”是工业上冶炼该金属的主要反应原理（在冶炼条件下，该反应为可逆反应），相关工业数据表明，反应后的尾气中还含有较多的CO，若采取增大压强的措施，是否能减少尾气中CO的含量？请判断并说明理由：
 
．
“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了全世界的普遍重视．所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题．
（1）用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒（杂质），这种颗粒可用如下氧化法提纯，请完成该反应的化学方程式：（将配平后的系数填在横线上）
 
C+
 
KMnO4+
 
H2SO4→
 
CO2↑+
 
MnSO4+
 
K2SO4+
 
H2O
当反应中有2.408×1024个电子发生转移时，还原剂的质量为
 
．
（2）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），得到如下三组数据：
实验组温度℃起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需时间/min
COH2OH2CO
1650x2.01.62.46
29002.01.00.401.63
①实验1中以v（CO2）表示的反应速率为
 
（要求2位有效数字，下同）；实验2达到平衡时CO的体积分数为
 
．
②若反应的平衡常数大，处理CO的效率高，则增大该反应平衡常数的措施有
 
．
③900℃时，该密闭容器中，加入4mol CO，3mol H2O，4mol CO2和2.4mol H2，比较此时正、逆反应速率的大小：v正
 
v逆（填“＞”、“＜”或“=”）．
④一定条件下上述反应在某体积固定的密闭容器中进行，能说明该反应已经达到平衡状态的有
 
．
A．容器中气体的平均分子量不随时间而变化
B．消耗1mol H2的同时消耗1mol CO
C．容器中气体的密度不随时间而变化
D．CO2的体积分数不随时间而变化
（3）汽车尾气的排放对空气造成污染．目前采用的是在汽车排气装置中安装一个净化器，可以有效将尾气中的有害气体转化．如：
①CO（g）+NO2（g）=CO2（g）+NO（g）△H=-a kJ/mol （a＞0）
②2CO（g）+2NO（g）=2CO2（g）+N2（g）△H=-b kJ/mol （b＞0）
若用标准状况下3.36L CO还原NO2至N2（CO完全反应）时放出的热量为
 
kJ（用含a和b的代数式表示，下同）；并写出该反应的热化学方程式
 
．
下列溶液中的氯离子浓度与50mL 0.5mol?L-1的AlCl3溶液中氯离子浓度相等的是（　　）
A、150 mL 1 mol?L-1的KClO3
B、75 mL 1.5 mol?L-1的NH4Cl
C、75 mL 2 mol?L-1的CaCl2
D、150 mL 3 mol?L-1的KCl
O2和O3是氧元素的两种单质，根据其分子式完成下列各题：
等质量的O2和O3所含分子个数比为
 
，原子个数比为
 
，分子的物质的量之比为
 
．
下列物质能与水反应生成强酸的是（　　）
A、Na2O2
B、CO2
C、SO3
D、NH3
如图所示为电解水的装置，闭合开关S后，观察到电压表示数为6.0V，电流表示数为100mA．
（1）此时A管内生成
 
，B管内生成
 
．写出A、B两极发生的反应：
A极：
 
B极：
 

（2）为加快电解水的速率，可在水中加入
 
．
A．H2SO4 B．HClC．NaOHD．NaCl．

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