题目内容

20．硫酸是重要的化工材料，二氧化硫生成三氧化硫是工业制硫酸的重要反应之一．
（1）将0.050molSO2（g）和0.030molO2（g）放入容积为1L的密闭容器中，反应2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）在一定条件下达到平衡，测得c（SO3）=0.040mol/L．
①从平衡角度分析采用过量O2的目的是提高二氧化硫的转化率；
②计算该条件下反应的平衡常数K=1600．
③已知：K（300℃）＞K（350℃），该反应是放热反应．若反应温度升高，SO2的转化率减小 （填“增大”、“减小”或“不变”）．
（2）某温度下，SO2的平衡转化率（α）与体系总压强（P）的关系如图1所示．平衡状态由A变到B时，平衡常数K（A）=K（B）（填“＞”、“＜”或“=”，下同）．

（3）如图2所示，保持温度不变，将2mol SO2和1mol O2加入甲容器中，将4mol SO3加入乙容器中，隔板K不能移动．此时控制活塞P，使乙的容积为甲的2倍．
①若移动活塞P，使乙的容积和甲相等，达到新平衡时，SO3的体积分数甲＜乙．
②若保持乙中压强不变，向甲、乙容器中通入等质量的氦气，达到新平衡时，SO3的体积分数甲＞乙．

分析 （1）①采用过量的O2，可以提高二氧化硫转化率；
②将0.050molSO2（g）和0.030molO2（g）放入容积为1L的密闭容器中，在一定条件下达到平衡，测得c（SO3）=0.040mol/L，则：
               2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）
起始浓度（mol/L）：0.05    0.03     0
变化浓度（mol/L）：0.04    0.02     0.04
平衡浓度（mol/L）：0.01    0.01     0.04
再根据K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）×c（{O}_{2}）}$计算平衡常数；
③已知：K（300℃）＞K（350℃），升高温度平衡常数减小，说明平衡逆向移动，而升高温度平衡向吸热反应方向移动；
（2）平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变；
（3）①甲为恒温恒容容器，若移动活塞P，使乙的容积和甲相等，为恒温恒容容器，乙中加入4mol三氧化硫相当于加入2mol三氧化硫，再加入2mol三氧化硫，增大压强，平衡正向进行，SO3的体积分数增大；
②甲为恒温恒容容器，加入氦气总压增大，分压不变，平衡不变，乙中加入氦气为保持恒压，体积增大，压强减小，平衡逆向进行，达到新平衡时，SO3的体积分数减小．

解答 解：（1）①从平衡角度分析采用过量O2的目的是，利用廉价原料提高物质转化率，加入氧气提高二氧化硫的转化率，
故答案为：提高二氧化硫的转化率；
②将0.050molSO2（g）和0.030molO2（g）放入容积为1L的密闭容器中，在一定条件下达到平衡，测得c（SO3）=0.040mol/L，则：
               2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）
起始浓度（mol/L）：0.05    0.03     0
变化浓度（mol/L）：0.04    0.02     0.04
平衡浓度（mol/L）：0.01    0.01     0.04
平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）×c（{O}_{2}）}$=$\frac{0.0{4}^{2}}{0.0{1}^{2}×0.01}$=1600，
故答案为：1600；
③K（300℃）＞K（350℃），说明温度越高平衡常数越小，反应逆向进行，升温平衡向吸热反应方向进行，正反应为放热反应，升温平衡逆向进行，二氧化硫转化率减小，
故答案为：放；减小；
（2）平衡常数只受温度影响，与压强无关，平衡状态由A变到B时，二者温度相同，故平衡常数K（A）=K（B），故答案为：=；
（3）将2mol SO2和1mol O2加入甲容器中，将4mol SO3加入乙容器中，隔板K不能移动．此时控制活塞P，使乙的容积为甲的2倍，可知甲、乙中最后达到相同的平衡状态；
①若移动活塞P，使乙的容积和甲相等，增大压强，平衡正向进行，SO3的体积分数增大，SO3的体积分数甲＜乙，
故答案为：＜；
②甲为恒温恒容容器，加入氦气总压增大，分压不变，平衡不变，乙中加入氦气，为保持恒压，体积增大，压强减小，平衡逆向进行，达到新平衡时，SO3的体积分数减小，SO3的体积分数甲大于乙，
故答案为：＞．

点评 本题考查化学平衡常数、化学平衡计算与影响因素，题目难度中等，注意平衡常数在计算中的应用，（3）中关键是构建等效平衡建立途径．

练习册系列答案
相关题目
15．研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：
2NO2（g）+NaCl（s）?NaNO3（s）+ClNO（g）  K1△H＜0  （Ⅰ）
2NO（g）+Cl2（g）?2ClNO（g）               K2△H＜0  （Ⅱ）
（1）4NO2（g）+2NaCl（s）?2NaNO3（s）+2NO（g）+Cl2（g）的平衡常数K=$\frac{{{K}_{1}}^{2}}{{K}_{2}}$（用K1、K2表示）．
（2）为研究不同条件对反应（II）的影响，在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO和0.1mol Cl2，10min时反应（II）达到平衡．测得10min内v（ClNO）=7.5×10-3mol•L-1•min-1，则平衡后n（Cl2）=0.025 mol，NO的转化率а1=75%．其它条件保持不变，反应（II）在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率а2＞а1（填“＞”“＜”或“=”），平衡常数K2不变（填“增大”“减小”或“不变”．
16．已知常温下几种酸的电离常数如表所示：
酸的化学式
电离常数K		 氢硫酸
H2S		 亚硫酸
H2SO3		 铬酸
H2CrO4		 氰酸
HCN
 K1 9.1×10-8 1.5×10-2 1.8×10-1 5.0×10-10
 K2 1.1×10-12 1.0×10-7 3.2×10-7
（1）写出铬酸的第二步电离的K2表达式：$\frac{[Cr{{O}_{4}}^{-}]•[{H}^{+}]}{[HCr{{O}_{4}}^{-}]}$．
（2）常温下，KCN的水解常数Kh为2.0×10-5．
（3）常温下，浓度相同的K2S、K2SO3、K2CrO4三种水溶液中，水电离程度最大的是K2S．
（4）常温下，0.1mol•L-1氢硫酸溶液中离子浓度大小排序为H+＞HS-＞S2+＞OH-，．
（5）H2SO3第二步电离常数小于第一步电离常数，其主要原因是H2SO3第一步电离产生的氢离子会抑制第二步电离．
（6）已知常温下，Ksp（Ag2CrO4）=1.12×10-12，Ksp（BaCrO4）=1.17×10-10．在浓度都为0.001mol•L-1的含Ag+、Ba2+的溶液中，缓慢滴加稀K2CrO4溶液，先产生的沉淀的化学式是BaCrO4．
8．CO2和CO是工业排放的对环境产生影响的废气．
（1）以CO2与NH3为原料合成化肥尿素的主要反应如下：
①2NH3（g）+CO2（g）=NH2CO2NH4（s）；△H=-159.47kJ•mol-1
②NH2CO2NH4（s）=CO（NH2）2（s）+H2O（g）；△H=a kJ•mol-1
③2NH3（g）+CO2（g）=CO（NH2）2（s）+H2O（g）；△H=-86.98kJ•mol-1
则a为+72.49kJ．mol-1．
（2）科学家们提出用工业废气中的CO2制取甲醇：CO2+3H2CH3OH+H2O．
制得的CH3OH可用作燃料电池的燃料．
①在KOH介质中，负极的电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O．
②作介质的KOH可以用电解K2SO4溶液的方法制得．则KOH在D出口得到，阳极的电极反应式是：4OH-+4e-=2H2O+O2↑
（3）利用CO与H2反应可合成CH3OCH3．
已知：3H2（g）+3CO（g）=CH3OCH3（g）+CO2（g），△H=-247kJ/mol
在一定条件下的密闭容器中，该反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是AE．
A．低温高压  B．加入催化剂   C．体积不变充入氦气D．增加CO的浓度   E．分离出二甲醚
（4）CH3OCH3也可由CH3OH合成．
已知反应2CH3OH（g）=CH3OCH3（g）+H2O（g），在某温度下，在1L密闭容器中加入CH3OH，反应到10分钟时达到平衡，此时测得各组分的浓度如表：
物质CH3OHCH3OCH3H2O
浓度/（mol•L-1）0.010.20.2
①0-10min内反应速率v（CH3OH）=0.04mol•L-1•min-1．
②该温度下的平衡常数为400．
③若平衡后，再向容器中再加入0.01mol CH3OH和0.2mol CH3OCH3，此时正、逆反应速率的大小：v正＞ v逆 （填“＞”、“＜”或“=”）．
15．工业上以黄铁矿为原料生产硫酸，其中重要的一步是催化氧化（生产中保持恒温恒容条件）：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-196.6kJ•mol-1
（1）生产中为提高反应速率和SO2的转化率，下列措施可行的是A．
A．向装置中充入O2              B．升高温度
C．向装置中充入N2              D．向装置中充入过量的SO2
（2）500℃时，将10mol SO2和5.0mol O2置于体积为2L的恒容密闭容器中，反应中数据如表所示：
时间/（min）2468
n（SO3）/（mol）4.28.09.49.4
①反应前4分钟的平均速率v（O2）=0.5mol/（L．min）．
②500℃时该反应的平衡常数K=1636.3．
（3）恒温恒压，通入3mol SO2 和2mol O2及固体催化剂，平衡时容器内气体体积为起始时的90%．保持同一反应温度，在相同容器中，将起始物质的量改为 5mol SO2、3.5mol O2、1mol SO3（g），下列说法正确的是CD．
A．第一次平衡时反应放出的热量为294.9kJ
B．两次平衡SO2的转化率相等
C．两次平衡时的O2体积分数相等
D．第二次平衡时SO3的体积分数等于$\frac{2}{9}$．
5．一定温度下，将3molA气体和1molB气体通过一密闭容器中，发生如下反应：
3A（g）+B（g）?xC（g）．请填写下列空白：
（1）若容器体积固定为2L，反应1min时测得剩余1.8molA，C的浓度为0.4mol•L-1．
①1min内，B的平均反应速率为0.2mol/（L．min）；x=2；
②若反应经2min达到平衡，平衡时C的浓度小于0.8mol•L-1 （填“大于”、“等于”或“小于”）；
③平衡混合物中，C的体积分数为22%，则A的转化率是36.1%；
（2）一定温度下，可逆反应2NO+O2?2NO2在体积固定的密闭容器中反应，达到平衡状态标志是②④⑤⑥⑦⑧；
①单位时间内生成n molO2，同时生成2n mol NO
②单位时间内生成2nmolNO2，同时生成2n mol NO
③用NO、O2、NO2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2：1：2
④混合气体的总压强不随时间的变化而改变   ⑤混合气体的颜色不再改变
⑥混合气体的平均摩尔质量不再改变    ⑦O2的物质的量浓度不变
⑧一个O=O键断裂的同时，有两个NO分子形成
⑨一个O=O键断裂的同时，有两个NO2分子形成．
12．某课外活动小组进行Fe（OH）3胶体的制备实验并检验其性质．
（1）若将饱和FeCl3溶液分别滴入下列液体中，能形成胶体的是B．
A．冷水    B．沸水    C．NaOH浓溶液    D．NaCl浓溶液
（2）现有甲、乙、丙、丁四名同学进行Fe（OH）3胶体的制备
①甲同学的操作是：取一小烧杯，加入25mL蒸馏水加热至沸腾，向沸水中逐滴加入1～2mL FeCl3饱和溶液，用玻璃棒搅拌，继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热．请评价该操作是否正确正确．
②乙向沸水中滴加饱和FeCl3溶液，为了使反应进行充分，煮沸10分钟，请评价是否正确不正确．
（3）怎样检验制备的物质是否为胶体？利用丁达尔效应：让一束光线通过制得的Fe（OH）3胶体，从侧面观察到一条光亮的“通路”，说明已经制得胶体．
（4）取少量你制得的胶体加入试管中，加入（NH4）2SO4溶液，现象是产生红褐色沉淀，这种现象称为胶体的聚沉．
（5）氢氧化铁胶体稳定存在的主要原因是B．
A．胶粒直径小于1nm    B．胶粒带正电荷C．胶粒作布朗运动       D．胶粒能透过滤纸．
9．离子方程式：CO32-+2H+═CO2↑+H2O中的CO32-代表的物质可以是（　　）
A．CaCO3B．NaHCO3C．BaCO3D．Na2CO3
10．与H2完全加成后，不能生成2，2，3三甲基戊烷的是（　　）
A．B．
C．CH2═CHC（CH3）2CH（CH3）2D．（CH3）3CC（CH3）═CHCH3

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网