题目内容

15．一定温度时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的SO2和O2，发生反应：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）．反应过程中测定的部分数据见下表（表中t1＜t2），下列说法正确的是（　　）
反应时间/minn（SO2）/moln（O2）/mol
00.100.060
t10.012
t20.016
A．反应在0～t1 min内的平均速率为v（SO3）=0.088/t1 mol•L-1•min-1
B．保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.10mol SO3和0.010mol O2，到达平衡时，n（SO2）=0.012mol
C．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c（SO2）=0.0070mol•L-1，则反应的△H＞0
D．相同温度下，起始时向容器中充入0.050mol SO2和0.030mol O2，达到平衡时SO2转化率大于88%

分析 A．△n（SO3）=△n（SO2）=（0.1-0.012）mol=0.088mol，再根据v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$计算v（SO3）；
B．保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.10mol SO3和0.010mol O2，等效为开始加入0.10mol SO2和0.060mol O2，为完全等效平衡；
C．t1min时n（O2）=0.06mol-0.088mol×$\frac{1}{2}$=0.016mol，而t2min时n（O2）=0.016mol，说明t1min时到达平衡，二氧化硫平衡浓度为0.0080mol•L-1，升高温度，新平衡时c（SO2）=0.0070mol•L-1＜0.0080mol•L-1，说明升高温度平衡逆向移动；
D．等效为在原平衡的基础上体积增大一倍，压强减小平衡逆向移动，二氧化硫转化率小于原平衡．

解答 解：A．△n（SO3）=△n（SO2）=（0.1-0.012）mol=0.088mol，则v（SO3）=$\frac{\frac{0.088mol}{2L}}{{t}_{1}min}$=$\frac{0.044}{{t}_{1}}$mol•L-1•min-1，故A错误；
B．保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.10mol SO3和0.010mol O2，等效为开始加入0.10mol SO2和0.060mol O2，为完全等效平衡，平衡时二氧化硫的物质的量相等，即n（SO2）=0.012mol，故B正确；
C．t1min时n（O2）=0.06mol-0.088mol×$\frac{1}{2}$=0.016mol，而t2min时n（O2）=0.016mol，说明t1min时到达平衡，二氧化硫平衡浓度为0.0080mol•L-1，升高温度，新平衡时c（SO2）=0.0070mol•L-1＜0.0080mol•L-1，说明升高温度平衡逆向移动，则正反应为放热反应，故△H＜0，故C错误；
D．原平衡中SO2转化率为$\frac{0.088mol}{0.1mol}$×100%=88%，等效为在原平衡的基础上体积增大一倍，压强减小平衡逆向移动，二氧化硫转化率小于原平衡，故D错误，
故选：B．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、反应速率计算，注意利用等效思想进行分析解答，难度中等．

练习册系列答案
相关题目
19．工业上制备BaCl2的工艺流程图如图所示：

某研究小组在实验室用重晶石（主要成分BaSO4）对工业过程进行模拟实验．查表得：
BaSO4（s）+4C（s）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4CO（g）+BaS（s）
△H1=+571.2kJ•mol-1　①
BaSO4（s）+2C（s）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO2（g）+BaS（s）
△H2=+226.2kJ•mol-1　②
（1）反应C（s）+CO2（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO（g）的△H=+172.5kJ•mol-1．
（2）实际生产中必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的分别是使BaSO4得到充分的还原（或提高BaS的产量），①②为吸热反应，炭和氧气反应放热维持反应所需高温．
6．无水氯化铝是白色晶体，易潮解，在178℃升华．实验室可用氯气与金属铝反应制备无水三氯化铝．如图是两个学生设计的实验装置、左边的反应装置相同，而右边的产品收集装置则不同，分别如（Ⅰ）和（Ⅱ）所示．试回答：

（1）B中反应的化学方程式为：4HCl（浓）+MnO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2 ↑+2H2O；
（2）D中的反应开始前，需排除装置中的空气，应采取的方法是：B中的反应进行一段时间后，看到黄绿色气体充满装置，再开始加热D．
（3）C装置的作用是干燥氯气．
（4）装置（Ⅰ）的主要缺点是：导管易被产品堵塞，尾气排入空气，易造成环境污染．
（5）装置（Ⅱ）的主要缺点是：产品易受潮解．如果选用此装置来完成实验，则必须采取的改进措施是：在瓶E和F之间连接装有干燥剂的装置．
（6）简述如何由AlCl3溶液来制得无水氯化铝：在HCl气流中加热蒸干．
3．1-溴异戊烷[（CH3）2CHCH2CH2Br]是有机合成的重要中间体，可用于生产染料、催化剂等，其沸点为121℃，易溶于CCl4，可由异戊醇与氢溴酸在硫酸催化作用下反应而得：（CH3）2CHCH2CH2OH+HBr$\stackrel{△}{→}$（CH3）2CHCH2CH2Br+H2O．已知异戊醇的沸点为132.5℃，微溶于水，易溶于CCl4．实验室制备1-溴异戊烷的装置如图所示．
请回答下列问题：
（1）上述实验装置中长导管的作用是冷凝回流；导管末端插入CCl4中而不直接插入水中，除了能将挥发出的Br2、1-溴异戊烷等充分吸收外，另一个重要作用是防止倒吸．
（2）将1-溴异戊烷的粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，有机物将在下层（填“在上层”、“在下层”或“不分层”）．
（3）在制备过程中，Br-可被氧化为Br2而引入杂质．欲除去Br2，可选用CE（填字母）．
A．NaI　　　B．NaOH　　　C．NaHSO3　　　D．KCl　　　E．NaHCO3
（4）在制备1-溴异戊烷时，不能边反应边蒸出产物，其原因是1-溴丁烷与正丁醇的沸点差较小，若边反应边蒸出产物，会有较多的正丁醇挥发，降低原料的利用率．
（5）在实验室中还可用NaBr、浓H2SO4和异戊醇为原料制备1-溴异戊烷．已知反应物的用量如下表：
反应物NaBr98.3% 浓H2SO4异戊醇水
用量0.30mol35mL（过量）0.25mol30mL
若实验时1-溴异戊烷的产率为40%，则可制取1-溴异戊烷15.1g．
10．现拟在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量纯净的氮化镁（Mg3N2）．已知实验中可能会发生下列反应：
①2Mg+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO；  ②3Mg+N2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg3N2；  ③2Mg+CO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+C；
④Mg+H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+H2↑；  ⑤Mg3N2+6H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Mg（OH）2↓+2NH3↑．
可供选择的装置和药品如图所示（镁粉、还原铁粉均已干燥；装置内所发生的反应是完全的；整套装置的末端与干燥管相连）．

回答下列问题：
（1）在设计实验方案时，除装置A、E外，还应选择的装置（填字母代号）BDF，
其目的分别是（可不填满）：
选择B，目的是目的是除气流中的水蒸汽，避免反应④发生；
选择D，目的是目的是除去空气中的CO2，避免反应③发生；
选择F，目的是目的是除去空气中的氧气，避免反应①发生；
选择无，目的是无．
（2）连接并检查实验装置的气密性．实验开始时，打开自来水的开关，将空气从5升的空气储气瓶压入反应装置，则气流流经导管的顺序是（填字母代号）：i→j→h→g→d→c→k→l→a→b．
（3）通气后，如果同时点燃A、F装置的酒精灯，对实验结果有何影响？制得的氮化镁不纯，原因是因为A装置没有排完空气前就加热会使空气中的氧气、CO2、水蒸气等与镁反应生成其他物质．
（4）请设计一个实验，验证产物是氮化镁：将产物取少量置于试管中，加入适量水并加热．将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若试纸变蓝，则说明产物中含有Mg3N2，若试纸不变蓝，则不含有Mg3N2．
20．已知2A2（g）+B2（g）?2C3（g）；△H=-Q1kJ/mol（Q1＞0），在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2molA2和1molB2，在500℃时充分反应，达平衡后C3的浓度为w mol•L-1，放出热量为Q2kJ．
（1）达到平衡时，A2的转化率为$\frac{{Q}_{2}}{{Q}_{1}}$．
（2）达到平衡后，若向原容器中通入少量的氩气，A2的转化率将不变（填“增大“、“减小”或“不变”）
（3）若在原来的容器中，只加入2mol C3，500℃时充分反应达平衡后，吸收热量Q3kJ，C3浓度=（填＞、=、＜）w mol•L-1，Q1、Q2、Q3之间满足何种关系Q1=Q2+Q3
（4）能说明该反应已经达到平衡状态的是b．
a．v（C3）=2v （B2）；         b．容器内压强保持不变
c．2v逆（A2）=v正（B2）         d．容器内的密度保持不变
（5）改变某一条件，得到如图的变化规律（图中T表示温度，n表示物质的量），可得出的结论正确的是ad；
a．反应速率c＞b＞a       b．达到平衡时A2的转化率大小为：b＞a＞c
c．T2＞T1 d．b点A2和B2的物质的量之比为2：1
（6）若将上述容器改为恒压容器（反应前体积相同），起始时加入2molA2和l molB2，500℃时充分反应达平衡后，放出热量Q4kJ，则Q2＜ Q4（填“＞”、“＜”或“=”）．
（7）下列措施可以同时提高反应速率和B2的转化率是（填选项序号）b．
a．选择适当的催化剂   b．增大压强  c．及时分离生成的C3   d．升高温度．
7．（1）CuCl2溶液有时呈黄色，有时呈绿色或蓝色，这是因为有CuCl2的水溶液中存在如下平衡：
[Cu（H2O）4]2++4Cl-?[CuCl4]2-+4H2O
    蓝色              黄色
现欲使溶液由黄色变成蓝色，请写出一种可采用的方法：加入硝酸银溶液．
（2）在一定温度下，在一个容积不变的有催化剂的容器中，通入2moL N2和8moL H2．已知：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）；△H=-92.2kJ/mol
达到平衡时容器内气体压强为起始时的80%．
①达到平衡时，N2的转化率为50%
②达到平衡时，容器内NH3的体积分数为25%
③达到平衡时，放出的热量b（填写序号）
a．小于92.2kJ   b．等于92.2kJ    b．大于92.2kJ  d．以上三种情况皆有可能．
4．硝基苯是一种重要的化工原料，其制备原理是：
+HO-NO2$→_{50～60℃}^{H_{2}SO_{4}}$+H2O△H＜0
在温度稍高的情况下会生成副产物间二硝基苯：
+HO-NO2$→_{△}^{H_{2}SO_{4}}$+H2O
请将下列制备硝基苯的实验内容填写完整：
（1）混酸的配制：取100mL烧杯，用浓硫酸20mL、浓硝酸18mL配制混酸，其操作过程为在100mL的烧杯中先加入18mL浓硝酸，然后缓慢加入20mL浓硫酸，不断搅拌，冷却到50～60℃．
（2）安装反应装置：按图所示安装实验装置，在这个实验中冷凝管的作用是冷凝回流，防止苯和硝酸挥发．
（3）反应步骤：①把18mL的苯加入到三颈瓶中，将混酸加入到分液漏斗中，逐滴滴加混酸，边滴加边搅拌，这样做的目的是防止反应进行得过快，使温度升高得过快，增加反应的副产物．
②混酸滴加完毕后，在加热搅拌的条件下反应半小时．控制加热温度的方法是水浴加热．
③分离和提纯：除去产物中没有反应的酸，可在产物中加入碱溶液，然后用分液漏斗分液，下层物质为粗产品．除去硝基苯中没有反应的苯和生成的副产物的简便方法是（填方法名称）蒸馏．
5．为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组同学用如图所示装置进行实验（夹持仪器已略去，气密性已检验）．

实验过程：
Ⅰ．打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸．
Ⅱ．当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹．
Ⅲ．当B中溶液由黄色变为红棕色时，关闭活塞a．
Ⅳ．…
（1）A中产生黄绿色气体，其电子式是．
（2）验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是湿润的淀粉KI试纸变蓝．
（3）B中溶液发生反应的离子方程式是Cl2+2Br-=Br2+2Cl-．
（4）氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：从原子结构分析，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱．
（5）为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D震荡，静置后CCl4层溶液变为紫（或紫红）色．

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