题目内容

3.向容积固定的容器甲和带有活塞的定压容器乙中分别通入2mol SO2和1mol O2(如下图),若开始通气时两容器的体积相同,在相同温度下反应,一段时间后,反应达到平衡.则下列说法正确的是(  )
A.平衡时,两容器内SO3的浓度必定相等
B.平衡时,混合气体中的SO3的体积分数甲比乙高
C.SO2的转化率乙容器内比甲容器内高
D.反应后的相同时间内,甲容器中的反应速率大

分析 甲容器保持恒容,乙容器保持恒压,由于反应前后的气体系数和不等,所以两个平衡态也不一样,甲容器达到平衡后体系压强减小,乙容器中保持恒压,反应达到平衡过程中压强大于甲容器,平衡正向进行;
A、两容器达到平衡后压强不等,而起始量是相等的,所以平衡时两容器内SO3的浓度必定不相等;
B、甲容器达到平衡后压强减小,乙容器中保持恒压,反应达到平衡过程中压强大于甲容器,平衡正向进行;
C、达到平衡时甲的压强小于乙,所以甲中反应正向进行的程度小于乙;
D、反应中压强大,反应速率快,据此判断.

解答 解:A、两容器达到平衡后压强不等,而起始量是相等的,所以平衡时两容器内SO3的浓度必定不相等,故A错误;
B、甲容器达到平衡后压强减小,乙容器中保持恒压,反应达到平衡过程中压强大于甲容器,平衡正向进行,所以混合气体中的SO3的体积分数甲比乙低,故B错误;
C、达到平衡时甲的压强小于乙,所以甲中反应正向进行的程度小于乙,所以SO2的转化率乙容器内比甲容器内高,故C正确;
D、反应中压强大,反应速率快,所以甲容器中的反应速率小,故D错误;
故选C.

点评 本题考查化学平衡的影响因素,题目难度不大,注意计较两容器的不同状态,从压强对平衡移动的影响角度分析.

练习册系列答案
相关题目
11.乙苯是一种用途广泛的有机原料,可制备多种化工产品.
(一)制备苯乙烯(原理如反应I所示):
I.
(1)部分化学键的键能如表所示:
化学键C-HC-CC=CH-H
键能/kJ•mol-1412348x436
根据反应I的能量变化,计算x=612.
(2)工业上,在恒压设备中进行反应I时,常在乙苯蒸气中通入一定量的水蒸气.用化学平衡理论解释通入水蒸气的原因为该反应正向为气体分子数增大的反应,入水蒸气需增大容器容积,减小体系压强,平衡正向移动,增大反应物的转化率.
(3)从体系自由能变化的角度分析,反应I在高温(填“高温”或“低温”)下有利于其自发进行.
(二)制备α-氯乙基苯(原理如反应II所示):
II.
(4)T℃时,向10L恒容密闭容器中充人2mol乙苯(g)和2mol Cl2(g)发生反应Ⅱ,5min时达到平衡,乙苯和Cl2、α-氯乙基苯和HCl的物质的量浓度(c)随时间(t)变化的曲线如图l所示:

①0-5min内,以HCl表示的该反应速率v(HCl)=0.032 mol•L-1•min-1
②T℃时,该反应的平衡常数K=16.
③6min时,改变的外界条件为升高温度.
④10min时,保持其他条件不变,再向容器中充人1moI乙苯、1mol Cl2、1mol α-氯乙基苯和l mol HCl,12min时达到新平衡.在图2中画出10-12min,Cl2和HCl的浓度变化曲线(曲线上标明Cl2和HC1);0-5min和0-12min时间段,Cl2的转化率分别用α1、α2表示,则αl<α2(填“>”、“<”或“=”).
18.硫酸是基础化工的重要产品,硫酸的消费量可作为衡量一个国家工业发展水平的标志.生产硫酸的主要反应为:SO2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)SO3(g)
(1)恒温恒容下,平衡体系中SO3的体积分数[ϕ(SO3)]和y与SO2、O2的物质的量之比$\frac{n(S{O}_{2})}{n({O}_{2})}$的关系如图1:

则b点$\frac{n(S{O}_{2})}{n({O}_{2})}$=2;y为D(填编号).
A.平衡常数   B.SO3的平衡产率    C.O2的平衡转化率      D.SO2的平衡转化率.
(2)Kp是以各气体平衡分压代替浓度平衡常数Kc中各气体的浓度的平衡常数.在400~650℃时,Kp与温度(T/K)的关系为lgKp=-4.6455,则在此条件下SO2转化为SO3反应的△H<0(填“>0”或“<0”).
(3)①该反应的催化剂为V2O5,其催化反应过程为:
SO2+V2O5?SO3+V2O4K1 $\frac{1}{2}$O2+V2O4?V2O5K2
则在相同温度下2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的平衡常数K=(K1×K22(以含K1、K2的代数式表示).
②V2O5加快反应速率的原因是降低反应的活化能,活化分子百分数增大,有效碰撞几率提高,其催化活性与温度的关系如图2:
(4)在7.0% SO2、11% O2、82% N2时,SO2平衡转化率与温度、压强的关系如图3:
则460℃、1.0atm下,SO2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)SO3(g)的Kp=113$at{m}^{\frac{1}{2}}$ (各气体的分压=总压×各气体的体积分数).(已知:=0.28)
(5)压强通常采用常压的原因是常压下SO2的平衡转化率已经很大,再增大压强,对设备要求较高,综合第(3)、(4)题图给信息,工业生产最适宜的温度范围400℃-500℃,你认为最主要的原因是C.
A.原料转化率最大     B.已达到反应装置所能承受的最高温度    C.催化剂的活性最高.

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