壓強(qiáng) SO2轉(zhuǎn)化率 溫度 | 1個大氣壓 | 5個大氣壓 | 10個大氣壓 | 15個大氣壓 |
400℃ | 0.9961 | 0.9972 | 0.9984 | 0.9988 |
500℃ | 0.9675 | 0.9767 | 0.9852 | 0.9894 |
600℃ | 0.8520 | 0.8897 | 0.9276 | 0.9468 |
分析 (1)根據(jù)SO2的轉(zhuǎn)化率及生產(chǎn)成本來選選擇最合適的生產(chǎn)條件;
(2)根據(jù)濃度、溫度、壓強(qiáng)等外界條件對化學(xué)平衡的影響,達(dá)到平衡后,改變下列條件,能使SO2(g)平衡時的濃度比原來減小,平衡正向進(jìn)行;
(3)平衡常數(shù)隨溫度變化,不隨壓強(qiáng)變化,AB點(diǎn)壓強(qiáng)變化,但溫度不變,平衡常數(shù)相同,可以計算A點(diǎn)的平衡常數(shù),利用三段式法計算平衡濃度,根據(jù)平衡常數(shù)=$\frac{生成物平衡濃度冪次方乘積}{反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積}$,得到B點(diǎn)的平衡常數(shù);
(4)①在一個固定容器為5L的密閉容器中充入0.20mol SO2(g)和0.10mol O2(g),t1時刻達(dá)到平衡,t1時刻達(dá)到平衡后,改變一個條件使化學(xué)反應(yīng)速度發(fā)生如圖所示的變化分析可知,改變條件正逆反應(yīng)速率都增大,且正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,據(jù)此分析選項;
②根據(jù)影響化學(xué)平衡的因素來判斷平衡移動方向,繼續(xù)通入相當(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡正向進(jìn)行,0.20mol SO2和0.10mol O2,利用極限法求出再次達(dá)平衡后n(SO3)的范圍.
解答 解:(1)因為SO2與O2的反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以選擇的溫度為400℃,而1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時SO2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很大,再增大壓強(qiáng),SO2的轉(zhuǎn)化率提高不大,但會增加生產(chǎn)成本,所以選擇1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,故答案為:400℃,1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓;
(2)A、保持溫度和容器體積不變,O2的濃度增大,平衡正向移動,SO2的濃度減小,所以A正確;
B、保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變,充入2mol SO3 (g)相當(dāng)于充入2.0molSO2和5.0molO2,新的平衡與原平衡等效,SO2的濃度不變,所以B錯誤;
C、降低溫度,平衡向放熱的方向移動,而正反應(yīng)為放熱,所以平衡正向移動,SO2的濃度減小,所以C正確;
D、在其他條件不變時,減小容器的容積,SO2的濃度瞬間增大,之后平衡向氣體體積減少的方向移動,即向正反應(yīng)方向移動,SO2的濃度減小,再次到達(dá)平衡時SO2的濃度仍比原來大,所以D錯誤.
故答案為:AC;
(3)平衡常數(shù)只受溫度的影響,溫度不變,則壓強(qiáng)改變,平衡狀態(tài)由A變到B時,則K(A)=K(B),
由圖象知,體系總壓強(qiáng)為0.10MPa時SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為0.8,則二氧化硫轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量=2.0mol×0.8=1.6mol,
2SO2(g)+O2(g) $\frac{\underline{催化劑}}{△}$ 2SO3(g)
起始:2.0mol 1.0mol 0
轉(zhuǎn)化:1.6mol 0.8mol 1.6mol
平衡:0.4mol 0.2mol 1.6mol
則平衡時:c(SO2)=0.04mol/L,c(O2)=0.02mol/L,c(SO3)=0.16mol/L,
K(A)=K(B)=$\frac{[S{O}_{3}]^{2}}{[S{O}_{2}]^{2}[{O}_{2}]}$=$\frac{0.1{6}^{2}}{0.0{4}^{2}×0.02}$=800,
故答案為:=,800;
(4)①t1時刻達(dá)到平衡后,改變一個條件使化學(xué)反應(yīng)速度發(fā)生如圖所示的變化分析可知,改變條件正逆反應(yīng)速率都增大,且正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,
A.體積不變,向容器中通入少量O2 ,此時刻正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率不變,隨反應(yīng)進(jìn)行正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率增大,最后達(dá)到新的平衡狀態(tài),圖象中逆反應(yīng)速率變化不符合,故A錯誤;
B.體積不變,向容器中通入少量SO2,此時刻正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率不變,隨反應(yīng)進(jìn)行正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率增大,最后達(dá)到新的平衡狀態(tài),圖象中逆反應(yīng)速率變化不符合,故B錯誤;
C.縮小容器體積,壓強(qiáng)增大,正逆反應(yīng)速率增大,正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),所以平衡正向進(jìn)行,圖象變化符合要求,故C正確;
D.正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向進(jìn)行,正逆反應(yīng)速率都增大,逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率,故D錯誤;
E.體積不變,向容器中通入少量氮?dú)猓倝涸龃,各氣體分壓不變,平衡不變,故E錯誤;
故選C;
②當(dāng)生成0.18molSO3時,參加反應(yīng)的氧氣的物質(zhì)的量為x,
2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)
1 2
x 0.18mol
x=$\frac{0.18mol×1}{2}$=0.09mol
繼續(xù)通入0.20mol SO2和0.10mol O2,容器內(nèi)壓強(qiáng)增大,平衡向氣體體積減小的方向移動,即向正反應(yīng)方向移動;
用極限法求出n(SO3)的范圍,
假設(shè)平衡不移動,此時n(SO3)=0.18×2=0.36mol,
假設(shè)0.40molSO2完全生成SO3,根據(jù)反應(yīng)方程式2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)可知,n(SO3)=0.4mol,
所以再次達(dá)到平衡時,0.36mol<n(SO3)<0.40mol.
故答案為:向正反應(yīng)方向;0.36;0.40.
點(diǎn)評 本題考查了化學(xué)平衡的有關(guān)知識,如利用濃度商判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向,外界條件對化學(xué)平衡的影響以及有關(guān)化學(xué)計算,試題較靈活,綜合性強(qiáng),題目難度中等.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 常溫常壓下,32gO2和O3的混合氣體所含原子數(shù)為2NA | |
B. | 將7.1g氯氣通入足量水中發(fā)生反應(yīng),所轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.1NA | |
C. | 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2LSO2中含有的分子數(shù)為0.5NA | |
D. | 23g鈉與足量氧氣充分反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)一定是NA |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 分子式為C6H14含有四個甲基的烴的一氯取代物的異構(gòu)體數(shù)目為5 | |
B. | 分子式為C5H10異構(gòu)體數(shù)目為5 | |
C. | 分子式為C4H10O的醇類異構(gòu)體數(shù)目為4 | |
D. | 分子式為C6H12O2羧酸類異構(gòu)體數(shù)目為8 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A | B | C | D | |
分子式 | C3H8O | C4H8Cl2 | C7H16 | C8H10 |
限定條件 | 能使KMnO4溶液褪色 | 分子中含有2個甲基 | 分子中含有3個甲基 | 芳香烴、能得到三種一硝基化物 |
數(shù)目 | 2 | 3 | 2 | 3 |
A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
編號 | 實驗內(nèi)容 | 實驗?zāi)康?/TD> |
A | 用平行光照射 | 區(qū)別淀粉溶液和氯化鈉溶液 |
B | 加入CaCO3粉末,充分反應(yīng)后過濾 | 除去CaCl2溶液中的FeCl3 |
C | 通過灼燒的Cu粉末,收集氣體 | 除去N2中的少量O2 |
D | 滴入稀鹽酸,同時用pH計測定至溶液呈中性 | 除去KNO3溶液中的KOH |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | HCl | B. | NaOH | C. | AgNO3 | D. | BaCl2 |
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