题目内容

如图所示,相同体积的a、b、c三密闭容器,其中c容器有一活塞,a、b两容器为定容容器,起始向三容器中都加入相同量的SO2和O2使三容器压强相等,一定条件下发生2SO2+O2?2SO3的反应.问:
①起始a、c两容器的反应速率大小关系为Va
 
Vc
②反应一段时间后a、c中速率大小关系为Va
 
Vc
③如起始在a、c两容器中通入同量的N2,则此时三容器起始压强为Pa
 
Pb
 
Pc;起始反应速率关系为Va
 
Vb
 
Vc
考点:化学反应速率的影响因素
专题:化学反应速率专题
分析:①起始时压强相等,则反应物的浓度相等,反应速率相等;
②c为恒压,c中压强大于a,结合压强对反应速率的影响判断;
③如起始在a、c两容器中通入同量的N2,N2不参加反应,c保持恒压,则体积应增大,结合浓度的影响判断反应速率.
解答: 解:①起始时压强相等,则反应物的浓度相等,反应速率相等,故答案为:=;
②c为恒压,c中压强大于a,反应一段时间后a、c中速率大小关系为Va<Vc,故答案为:<;
③如起始在a、c两容器中通入同量的N2,N2不参加反应,c保持恒压,则体积应增大,则此时三容器起始压强为Pa=Pb>Pc,反应速率Va=Vb,由于c体积最大,浓度最小,则反应速率最小,
故答案为:=;>;=;>.
点评:本题采用对比的方法考查了影响化学平衡移动的因素,根据压强对该反应的影响来分析解答,注意:改变压强是通过改变浓度来实现的,如果改变压强,而反应物和生成物浓度不变,则平衡不移动,为易错点.
练习册系列答案
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二甲醚(DME)和甲醇是21世纪应用最广泛的两种清洁燃料,目前工业上均可由合成气在特定催化剂作用下制得.
(1)由合成气制备二甲醚的主要原理如下:
已知:①CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H1=-90.7kJ?mol-1
②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2=-23.5kJ?mol-1
③CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H3=-41.2kJ?mol-1
则反应3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H=
 
kJ?mol-1
(2)将合成气以
n(H2)
n(CO)
通入1L的反应器中,一定条件下发生反应:
4H2(g)+2CO(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)
其中CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图1:
①该反应的平衡常数表达式为
 
;P1、P2、P3由大到小的顺序为
 

②若反应在P3和316℃时,起始时
n(H2)
n(CO)
=3,则达到平衡时,CO的转化率
 
50%(填“大于”、“小于”或“等于”).

(3)由合成气合成甲醇的反应的温度与平衡常数(K)的关系如表数据,
温度 (℃) 250 300 350
平衡常数(k) 2.04 0.25 0.01
250℃时,将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中发生反应,反应时间与物质浓度的关系如图2所示,则前10分钟内,氢气的平均反应速率为
 
;若15分钟时,只改变温度一个条件,假设在20分钟时达到新平衡,氢气的转化率为33.3%,此时温度为
 
(从上表中选),请在图中画出15-25分钟c(CH3OH)的变化曲线.
(4)利用甲醇液相脱水也可制备二甲醚,原理是:CH3OH+H2SO4→CH3HSO4+H2O,CH3HSO4+CH3OH→CH3OCH3+H2SO4.与合成气制备二甲醚比较,该工艺的优点是反应温度低,转化率高,其缺点是
 

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