题目内容
10.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)△H<0,在一定条件下达到平衡,测得c(SO3)=0.040mol/L.(1)该条件下反应的平衡常数K的数值为1.6×103,如升高温度,则K值减小(填“增大”、“减小”或“不变”).
(2)在其他条件不变时
①若增大O2的浓度,则SO2的转化率增大(填“增大”或“减小”);
②若升高温度,则平衡C(填字母代号);
A.不移动 B.向正反应方向移动 C.向逆反应方向移动
③欲使平衡向正反应方向移动且反应速率加快,下列措施可行的是B.(填字母代号)
A.向平衡混合物中充入Ar B.向平衡混合物中充入O2
C.使用催化剂V2O5 D.降低反应的温度.
分析 (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,计算各物质的平衡浓度,进而计算平衡常数,正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动;
(2)①增大氧气的浓度,可使平衡正向移动;
②升高温度,平衡向吸热方向移动;
③欲使平衡向正反应方向移动且反应速率加快,可增大反应物浓度或增大压强等.
解答 解:(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,则
2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)
起始量(mol/L) 0.05 0.03 0
变化量(mol/L) 0.04 0.02 0.04
平衡量(mol/L)0.01 0.01 0.04
平衡常数=$\frac{0.0{4}^{2}}{0.0{1}^{2}×0.01}$=1.6×103;
该反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,
故答案为:1.6×103;减小;
(2)①增大氧气的浓度,可使平衡正向移动,则二氧化硫的转化率增大,故答案为:增大;
②正反应为放热反应,则升高温度,平衡逆向移动,故答案为:C;
③A.向平衡混合物中充入Ar,平衡不移动,故A错误;
B.向平衡混合物中充入O2,平衡正向移动,故B正确;
C.使用催化剂V2O5,平衡不移动,故C错误;
D.降低反应的温度,反应速率减小,故D错误.
故答案为:B.
点评 本题考查化学平衡的计算以及化学平衡的影响因素,为高考常见题型和高频考点,侧重于学生的分析能力和计算的考查,注意把握化学平衡的计算思路,理解平衡移动的影响,难度不大.
| A. | 防止废旧电池重金属盐对土壤水资源造成污染,大力开发废旧电池综合利用技术 | |
| B. | 为减少北方雾霾,作物秸秆禁止直接野外燃烧,研究开发通过化学反应转化为乙醇用作汽车燃料 | |
| C. | 为节约垃圾处理的费用,大量采用垃圾的填埋 | |
| D. | 为减少温室气体排放,应减少燃煤.大力发展新能源,如核能、风能、太阳能 |
(1)写出单质铁在水体中被(O2)氧化腐蚀得到水合氧化铁(FeOOH)的化学方程式:
4Fe+3O2+2H2O=4FeOOH.
(2)某课题组通过查阅文献,进行了用相同单质铁(相同性状和相同质量)在相同时间内,对影响单质铁去除一定量水体中砷的效率的因素提出了以下假设,并进行了实验探究:
假设1:水样的pH;
假设2:水体中所含其他物质及离子;
假设3:水体中的溶解氧;
(3)其他条件相同,调节水样的pH,得到除砷效率曲线为图1,若控制水样pH=5时,测定不同时间段的除砷效率为图2:
①根据单质铁除砷原理,请解释水样酸性较强时,除砷效率较低的原因可能是酸性较强时,单质铁被腐蚀后,无法生成水合氧化铁,吸附能力下降,除砷效率降低;
②国家饮用水标准规定水中砷的含量应低于0.05mg/L(1mg=1000μg),根据图中信息判断:若控制水样的pH=6,出水后的砷浓度是否达到饮用水标准?达到.(填
“达到”、“未达到”或“无法判断”)
(4)为验证假设3,课题组成员设计了以下实验.请你完成表格中的内容(水样中砷的浓度可用分光光度计测定)
| 实验步骤 | 预期实验结果和结论 |
| ①取一定体积废水样品,分成体积相同两份,其中一份持续通入一段时间N2,以减少水中的溶解氧; | 若溶解氧不同的两份溶液中,测出的砷的浓度不同,则溶解氧对砷的去除效率有影响;反之则无影响. |
| ②向上述两份溶液中投入足量等质量的同种单质铁 | |
| ③相同一段时间后,用分光光度计测定两份水样中砷的浓度 |
| 时间(min) 物质的量(mol) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
| B | 2.00 | 1.36 | 1.00 | 1.00 | 1.20 | 1.20 |
| D | 0 | 0.32 | 0.50 | 0.50 | 0.60 | 0.60 |
| E | 0 | 0.32 | 0.50 | 0.50 | 0.60 | 0.60 |
(2)30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据表中的数据判断改变的条件可能是ae(填字母编号).
a.通入一定量的B b.加入一定量的固体A c.适当缩小容器的体积
d.升高反应体系温度 e.同时加入0.2molB、0.1molD、0.1molE
(3)对于该反应,用各物质表示的反应速率与时间的关系示意曲线为图1中的④(填序号).
(4)维持容器的体积和温度T1不变,当向该容器中加入1.60 mol B、0.20 mol D、0.20 mol E和nmolA,达到平衡后,与表格中20分钟时各物质的浓度完全相同时,则投入固体A的物质的量n的取值范围是>0.3.
(5)维持容器的体积和温度T1不变,各物质的起始物质的量为n(A)=1.0 mol,n(B)=3.0 mol,n(D)=a mol,达到平衡后,n(E)=0.50 mol,则a=1.5.
(6)若该密闭容器绝热,实验测得B的转化率B%随时间变化的示意图如图2所示.由图可知,Q小于0(填“大于”或“小于”),c点v正等于v逆(填“大于”“小于”或“等于”).
(一)催化剂的制备
下图是实验室制取少量无水AlCl3的相关实验装置的仪器和药品:
(1)将上述仪器连接成一套制备并保存无水AlCl3的装置,各管口标号连接顺序为:d接e,h接g,h接a,b接c.
(2)有人建议将上述装置中D去掉,其余装置和试剂不变,也能制备无水AlCl3.你认为这样做是否可行不可行(填“可行”或“不可行”),你的理由是制得的Cl2中混有的HCl与Al反应生成H2,H2与Cl2混合加热时会发生爆炸.
(3)装置A中隐藏着一种安全隐患,请提出一种改进方案:在硬质玻璃管与广口瓶之间用粗导管连接,防止AlCl3冷凝成固体造成堵塞.
(二)联苄的制备
联苄的制取原理为:
反应最佳条件为n(苯):n(1,2-二氯乙烷)=10:1,反应温度在60-65℃之间.
实验室制取联苄的装置如下图所示(加热和加持仪器略去):
实验步骤:
在三口烧瓶中加入120.0mL苯和适量无水AlCl3,由滴液漏斗滴加10.7mL1,2-二
氯乙烷,控制反应温度在60-65℃,反应约60min.将反应后的混合物依次用稀盐酸、
2%Na2CO3溶液和H2O洗涤分离,在所得产物中加入少量无水MgSO4固体,静止、过
滤,先常压蒸馏,再减压蒸馏收集170~172℃的馏分,得联苄18.2g.
相关物理常数和物理性质如下表
| 名称 | 相对分子质量 | 密度/(g•cm-3) | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 溶解性 |
| 苯 | 78 | 0.88 | 5.5 | 80.1 | 难溶水,易溶乙醇 |
| 1,2-二氯化烷 | 99 | 1.27 | -35.3 | 83.5 | 难溶水,可溶苯 |
| 无水氯化铝 | 133.5 | 2.44 | 190 | 178(升华) | 遇水分解,微溶苯 |
| 联苄 | 182 | 0.98 | 52 | 284 | 难溶水,易溶苯 |
(5)洗涤操作中,水洗的目的是洗掉Na2CO3(或洗掉可溶性无机物);无水硫酸镁的作用是吸水剂(干燥剂).
(6)常压蒸馏时,最低控制温度是83.5℃.
(7)该实验的产率约为72.85%.(小数点后保留两位有效数字)
| A. | 若温度不变,将容器的体积缩小到原来的一半,此时A的浓度为原来的2.1倍,则m+n<p+q | |
| B. | 若平衡时,A、B的转化率相等,说明反应开始时,A、B的物质的量之比为m:n | |
| C. | 若m+n=p+q,则往含有a mol气体的平衡体系中再加入a mol的B,达到新平衡时,气体的总物质的量等于2a | |
| D. | 若温度不变时,压强增大到原来的2倍,达到新平衡时,总体积一定比原来的$\frac{1}{2}$要小 |
| A. | 钠在氯气中燃烧 | B. | 二氧化碳通入澄清的石灰水中 | ||
| C. | 氯化钠溶液中滴加硝酸银溶液 | D. | 锌粒放入稀硫酸中 |