题目内容

3．已知2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-a kJ/mol （a＞0），在一个装有催化剂的2L的密闭容器中加入2mol SO2和1mol O2，在T℃时充分反应，10s后达平衡状态，测得容器内气体压强为起始压强的5/6，放出热量为b kJ．
（1）计算：10s内该反应的平均速率v（O2）=0.025mol•L-1•s-1，平衡常数K=4．
（2）比较a＞b（填“＞”“=”或“＜”，下同），
已知T1℃时，该反应的平衡常数K=16，由此可推知，T1＜T
（3）若在原来的容器中，只加入2mol SO3，T℃时充分反应达平衡后，吸收热量为c kJ，则a、b、c之间满足何种关系a=b+c（用代数式表示）．
（4）若相同条件下，向上述容器中分别通入x mol SO2 （g）、y mol O2 （g）、z mol SO3 （g），欲使达到新平衡时容器内气体压强仍为起始压强的$\frac{5}{6}$．
①x、y、z必须满足的关系是x+z=2、y+$\frac{z}{2}$=1；
②欲使起始时反应表现为向正反应方向进行，则x的取值范围是1＜x≤2．
（5）将上述容器改为恒压容器（反应前体积相同），起始时加入2mol SO2和1mol O2，T℃时充分反应达平衡后，放出热量为d kJ，则d＞b（填“＞”“=”或“＜”）．

分析 10s后达平衡状态，测得容器内气体压强为起始压强的5/6，设转化的O2为x，
       2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）
开始   2                1            0
转化  2x              x             2x
平衡  2-2x          1-x            2x
则$\frac{3-x}{3}=\frac{5}{6}$，解得x=0.5mol，
（1）结合v=$\frac{△c}{△t}$、K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比计算；
（2）热化学方程式中为完全转化的能量变化，而该反应为可逆反应；K与温度有关；
（3）只加入2mol SO3，T℃时充分反应达平衡后，吸收热量为c kJ，二者平衡状态相同，正反应与逆反应的能量变化之和等于反应热的绝对值；
（4）向上述容器中分别通入x mol SO2 （g）、y mol O2 （g）、z mol SO3 （g），欲使达到新平衡时容器内气体压强仍为起始压强的$\frac{5}{6}$，为等效平衡，极限转化为反应物时物质的量相同；若平衡正向移动，x大于平衡时的物质的量；
（5）改为恒压容器（反应前体积相同），起始时加入2mol SO2和1mol O2，发生反应时n减小，V减小，相当于加压，平衡正向移动的程度变大．

解答 解：10s后达平衡状态，测得容器内气体压强为起始压强的5/6，设转化的O2为x，
       2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）
开始   2                1            0
转化  2x              x             2x
平衡  2-2x          1-x            2x
则$\frac{3-x}{3}=\frac{5}{6}$，解得x=0.5mol，
（1）10s内该反应的平均速率v（O2）=$\frac{\frac{0.5mol}{2L}}{10s}$=0.025 mol•L-1•s-1，平衡常数K=$\frac{（\frac{1mol}{2L}）^{2}}{（\frac{1mol}{2L}）^{2}×（\frac{0.5mol}{2L}）}$=4，
故答案为：0.025 mol•L-1•s-1；4；
（2）热化学方程式中为完全转化的能量变化，而该反应为可逆反应，则2mol SO2不能完全反应，可知a＞b；T℃时K=4，T1℃时，该反应的平衡常数K=16，该反应为放热反应，降温平衡正向移动，则T1＜T，
故答案为：＞；＜；
（3）只加入2mol SO3，T℃时充分反应达平衡后，吸收热量为c kJ，二者平衡状态相同，正反应与逆反应的能量变化之和等于反应热的绝对值，即满足a=b+c，
故答案为：a=b+c；
（4）①向上述容器中分别通入x mol SO2 （g）、y mol O2 （g）、z mol SO3 （g），欲使达到新平衡时容器内气体压强仍为起始压强的$\frac{5}{6}$，为等效平衡，极限转化为反应物时物质的量相同，则x+z=2、y+$\frac{z}{2}$=1，
故答案为：x+z=2；y+$\frac{z}{2}$=1；
②欲使起始时反应表现为向正反应方向进行，由上述分析可知平衡时SO2为1mol，则x的取值范围为1＜x≤2，
故答案为：1＜x≤2；
（5）改为恒压容器（反应前体积相同），起始时加入2mol SO2和1mol O2，发生反应时n减小，V减小，相当于加压，平衡正向移动的程度变大，则放出热量为d kJ＞bkJ，故答案为：＞．

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、平衡移动、速率及K的计算、等效平衡为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意等效平衡为解答的难点，题目难度中等．

练习册系列答案
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10．（1）3Zn+8HNO3═3Zn（NO3）2+2H2O+4NO↑
（2）3S+6KOH═2K2S+1K2SO3+3H2O．
11．已知A2-离子共含有x个中子，A元素的质量数为m，则n克A2-离子共含有电子的物质的量为（　　）
A．$\frac{n（m-x）}{m}$B．$\frac{n（m-x+2）}{m}$C．$\frac{m-x+2}{m-x}$D．$\frac{n（m-x-2）}{m}$
8．25℃时，在含CH3COOH和CH3COOˉ的溶液中，CH3COOH和CH3COOˉ二者中各自所占的物质的量分数（α）随溶液pH变化的关系如图所示．下列说法不正确的是（　　）
A．在pH＜4.76的溶液中，c（CH3COO-）＜c（CH3COOH）
B．在pH=7的溶液中，α（CH3COOH）=0，α（CH3COO-）=1.0
C．在pH＞4.76的溶液中，c（CH3COO-）与c（OH-）之和可大于c（H+）
D．在pH=4.76的溶液中加盐酸，α（CH3COOH）与α（CH3COO-）之和保持不变
15．下列对主要实验现象描述和结论的判断都正确的是（　　）
选项 实验操作 主要现象 结论
 A 将在酒精灯灼烧后的铜丝迅速插入无水乙醇中铜丝变黑 CH3CH2OH发生氧化反应生成CH3COOH，铜丝起催化作用 
 B分别在苯和乙醇中滴加酸性高锰酸钾溶液紫红色都褪去 苯和乙醇都有还原性 
 C分别在水、乙醇中 加入钠粒都产生气体 产生的气体为氢气 
 D将酒精在空气中点燃 产生无色火焰 酒精发生氧化反应
A．AB．BC．CD．D
8．化学反应原理在科研和工农业生产中有广泛应用．
（1）某化学兴趣小组进行工业合成氨的模拟研究，反应的方程式为N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0．在l L密闭容器中加入0.1 mol N2和0.3mol H2，实验①、②、③中c（N2）随时间（t）的变化如图1所示：实验②从初始到平衡的过程中，该反应的平均反应速率v（NH3）=0.008mol•L-1•min-1；与实验①相比，实验②和实验③所改变的实验条件分别为下列选项中的E、C（填字母编号）．
A．增大压强      B．减小压强       C．升高温度
D．降低温度       E．使用催化剂
（2）已知NO2与N2O4可以相互转化：2NO2（g）?N2O4（g）．
①T℃时，将0.40 mol NO2气体充入容积为2L的密闭容器中，达到平衡后，测得容器中c（N2O4）=0.05 mol/L，则该反应的平衡常数K=5L•mol-1；
②已知N2O4在较高温度下难以稳定存在，易转化为NO2，若升高温度，上述反应的平衡常数K将减小（填“增大”、“减小”或“不变”）．
③向绝热密闭容器中通入一定量的NO2，某时间段内正反应速率随时问的变化如图2所示．下列说法正确的是C（填字母编号）
A．反应在c点达到平衡状态
B．反应物浓度：a点小于b点
C．△t1=△t2时，NO2的转化率：a～b段小于 b～c段
（3）25℃时，将a mol/L的氨水与b mol/L盐酸等体积混合，反应后溶液恰好显中性，则a＞b． （填“＞”、“＜”或“=”）；用a、b表示NH3H2O的电离平衡常数Kb=$\frac{b×1{0}^{-7}}{a-b}$mol/L．
15．氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用，合成氨工业在国民生产中有重要意义．以下是关于合成氨的有关问题，请回答：
（1）若在一容积为2L的密闭容器中加入0.2mol的N2和0.6mol的H2在一定条件下发生反应：
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0，若在5分钟时反应达到平衡，此时测得NH3的物质的量为0.2mol．则前5分钟的平均反应速率v（N2）=0.01mol/（L•min）．平衡时H2的转化率为50%
（2）若在0.5L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下反应：
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0，其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示：
T/℃  200   300    400
KK1K3  0.5
请完成下列问题：
①试比较K1、K2的大小，K1＞K2（填“＜”“＞”或“=”）；
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是C（填序号字母）
A．容器内N2、H2、NH3的物质的量浓度之比为1：3：2
B．v（H2）正=3v（H2）逆
C．容器内压强保持不变
D．混合气体的密度保持不变
③400℃，当测得NH3、N2和H2物质的量分别为3mol、2mol和 1mol时，则v（N2）正＞v（N2）逆
（填“＜”“＞”或“=”）
12．化学与生活、生产密切相关．下列有关说法正确的是（　　）
A．食用醋中含有30%左右的乙酸
B．肥皂在碱性条件下水解可得甘油
C．为增加肥效，将草木灰与铵态氮肥混合施用
D．用pH试纸可检验食盐与假盐（NaNO2）
13．对于弱电解质溶液，下列说法正确的是（　　）
A．溶液中只有离子，没有溶质分子
B．溶液中只有溶质分子，没有离子
C．在弱电解质的电离方程式中，可用“═”表示
D．溶液中分子和离子同时存在

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