【題目】硫酸是重要的化工原料,生產(chǎn)過(guò)程中SO2催化氧化生成SO3的化學(xué)反應(yīng)為:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。
(1)實(shí)驗(yàn)測(cè)得SO2反應(yīng)生成SO3的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)有關(guān),請(qǐng)根據(jù)下表信息,結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際,選擇最合適的生產(chǎn)條件是________。
壓強(qiáng) SO2轉(zhuǎn)化率 溫度 | 1個(gè)大氣壓 | 5個(gè)大氣壓 | 10個(gè)大氣壓 | 15個(gè)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 |
(2)反應(yīng)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)達(dá)到平衡后,改變下列條件,能使SO2(g)平衡濃度比原來(lái)減小的是________(填字母)。
A.保持溫度和容器體積不變,充入1molO2(g)
B.保持溫度和容器體積不變,充入2mol SO3(g)
C.降低溫度
D.在其他條件不變時(shí),減小容器的容積
(3)某溫度下, SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(qiáng)(P)的關(guān)系如下圖所示。
2.0 molSO2和1.0mol O2置于10L密閉容器中,反應(yīng)達(dá)平衡后,體系總壓強(qiáng)為0.10 MPa。平衡狀態(tài)由A變到B時(shí),平衡常數(shù)K(A)_____K(B)(填“>”、“<”或“=”), B點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù)是______。
(4)在一個(gè)固定容積為5L的密閉容器中充入0.20mol SO2和0.10molO2, t1時(shí)刻達(dá)到平衡,測(cè)得容器中含SO30.18mol。
①tl 時(shí)刻達(dá)到平衡后,改變一個(gè)條件使化學(xué)反應(yīng)速率發(fā)生如下圖所示的變化,則改變的條件是________。
A.體積不變,向容器中通入少量O2
B.體積不變,向容器中通入少量SO2
C.縮小容器體積
D.升高溫度
E.體積不變,向容器中通入少量氮?dú)?/span>
②若繼續(xù)通入0.20mol SO2和0.10molO2,則平衡________移動(dòng)(填“向正反應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向”或“不”) ,再次達(dá)到平衡后,n(SO3)的取值范圍是_____________。
【答案】400℃和1個(gè)大氣壓 AC = 800 C 向正反應(yīng)方向 0.36mol<n(SO3)< 0.4mol
【解析】
(1)因?yàn)镾O2與O2的反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以選擇的溫度為400℃,而1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時(shí)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(huì)增加生產(chǎn)成本,所以選擇1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,故答案為:400℃,1個(gè)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(dòng),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(cuò)誤;
C、降低溫度,平衡向放熱的方向移動(dòng),而正反應(yīng)為放熱,所以平衡正向移動(dòng),SO2的濃度減小,所以C正確;
D、在其他條件不變時(shí),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(dòng),即向正反應(yīng)方向移動(dòng),SO2的濃度減小,再次到達(dá)平衡時(shí)SO2的濃度仍比原來(lái)大,所以D錯(cuò)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(shí),則K(A)=K(B),由圖象知,體系總壓強(qiáng)為0.10MPa時(shí)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,則依據(jù)題意建立如下三段式:
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
起始:2.0mol 1.0mo 0
轉(zhuǎn)化:1.6mol 0.8mol 1.6mol
平衡:0.4mol 0.2mol 1.6mol
則平衡時(shí)c(SO2)=0.04mol/L,c(O2)=0.02mol/L,c(SO3)=0.16mol/L,K(A)=K(B)=c2(SO3)/ c2(SO2)c(O2)=(0.16mol/L)2/(0.04mol/L)2×0.02mol/L=800,故答案為:=,800;
(4)①t1時(shí)刻達(dá)到平衡后,改變一個(gè)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(shí)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(cuò)誤;
B.體積不變,向容器中通入少量SO2,此時(shí)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(cuò)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(cuò)誤;
E.體積不變,向容器中通入少量氮?dú),總壓增大,各氣體分壓不變,平衡不變,故E錯(cuò)誤;
故選C;
②當(dāng)生成0.18molSO3時(shí),參加反應(yīng)的氧氣的物質(zhì)的量為x,依據(jù)題意建立如下關(guān)系:
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
1 2
x 0.18mol
x=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(dòng),即向正反應(yīng)方向移動(dòng);假設(shè)平衡不移動(dòng),此時(shí)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(shí),0.36mol<n(SO3)<0.40mol,故答案為:向正反應(yīng)方向;0.36mol<n(SO3)<0.40mol。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】著名的“侯氏制堿法”主要反應(yīng)原理是:NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl。若實(shí)驗(yàn)室根據(jù)此原理制備少量的Na2CO3,主要實(shí)驗(yàn)包括:制取NH3和CO2→生成NaHCO3→分離NaHCO3→制取Na2CO3 四個(gè)步驟。下列實(shí)驗(yàn)選用的主要儀器或主要步驟不正確的是
A. 制取氨氣,可選用②③
B. 分離 NaHCO3,可選用④⑤⑦
C. 制取 Na2CO3,可選用①②⑦⑧
D. 制取 NaHCO3時(shí),應(yīng)先在⑨中通入CO2后再加入氨水
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】甲、乙是由短周期元素組成的常見(jiàn)物質(zhì)或微粒,在中學(xué)化學(xué)中有許多物質(zhì)或微粒能滿足下列相互轉(zhuǎn)化關(guān)系:下列說(shuō)法不正確的是
A. 若乙為無(wú)色無(wú)味氣體,則甲可能是CO32-
B. 若甲是具有刺激性氣味的氣體,則甲、乙具有相同的電子數(shù)
C. 若甲、乙均為離子,甲、乙兩種離子在同一溶液中一定不能大量共存
D. 甲有可能是AlO2-,也有可能是Al(OH)3
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】錫是大名鼎鼎的“五金”——金、銀、銅、鐵、錫之一,早在遠(yuǎn)古時(shí)代,人們便發(fā)現(xiàn)并使用了錫。回答下列問(wèn)題:
(1)錫是50號(hào)元素,在元素周期表中位于________區(qū)。
(2)SnO2是一種重要的半導(dǎo)體傳感器材料,用來(lái)制備靈敏度高的氣敏傳感器,SnO2與熔融NaOH反應(yīng)生成Na2SnO3,Na2SnO3中陰離子的空間構(gòu)型為________。
(3)比較下列鹵化錫的熔點(diǎn)和沸點(diǎn),分析其變化規(guī)律及原因____________________________________
SnCl4 | SnBr4 | SnI4 | |
熔點(diǎn)/℃ | -33 | 31 | 144.5 |
沸點(diǎn)/℃ | 114.1 | 202 | 364 |
(4)汽車(chē)廢氣中常含有有毒的一氧化碳?xì)怏w,但在二氧化錫的催化下,在300 ℃時(shí),一氧化碳可大部分轉(zhuǎn)化為二氧化碳。C、O、Sn電負(fù)性由大至小的順序是__________________________________________。
(5)灰錫具有金剛石型結(jié)構(gòu),其中Sn原子的雜化方式為________,微粒之間存在的作用力是__________________________________。
(6)①原子坐標(biāo)參數(shù),表示晶胞內(nèi)部各原子的相對(duì)位置,如圖為灰錫的晶胞,其中原子坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0),B為(1/2,0/1/2),則D為(1/4,___ ,___ )。錫的配位數(shù)為________。
②已知灰錫的晶胞參數(shù)a=0.648 9 nm,其密度為______ g·cm-3(NA為6.02×1023 mol-1,不必算出結(jié)果,寫(xiě)出簡(jiǎn)化后的計(jì)算式即可)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列關(guān)于能源利用的說(shuō)法中正確的是( )
A.貯氫材料在使用中,氫分子被吸收時(shí),在合金表面解離變成氫原子,同時(shí)放出熱量
B.使用化石燃料不會(huì)帶來(lái)環(huán)境污染問(wèn)題
C.對(duì)城市廢棄物進(jìn)行處理后焚燒,利用產(chǎn)生的熱能供暖和發(fā)電
D.將氫氣作為燃料使用的優(yōu)點(diǎn)之一是成本低
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】能說(shuō)明苯分子結(jié)構(gòu)中不存在單雙鍵交替的事實(shí)是( )。
A.苯的二元取代物無(wú)同分異構(gòu)體B.苯的鄰位二元取代物只有一種
C.苯的間位二元取代物只有一種D.苯的對(duì)位二元取代物只有一種
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某溫度時(shí),一定壓強(qiáng)下的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):aX(g)+bY(g)cZ(g)+dW(g),達(dá)平衡后,保持溫度不變壓強(qiáng)增大至原來(lái)的2倍,當(dāng)再達(dá)到平衡時(shí),W的濃度為原平衡狀態(tài)的1.8倍,下列敘述正確是
A. 平衡正移 B. (a+b)>(c+d)
C. Z的體積分?jǐn)?shù)變小 D. X的轉(zhuǎn)化率變大
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】有一種瓦斯分析儀(下圖甲)能夠在煤礦巷道中的甲烷達(dá)到一定濃度時(shí),通過(guò)傳感器顯示出來(lái)。該瓦斯分析儀工作原理類(lèi)似燃料電池的工作原理,其裝置如下圖乙所示,其中的固體電解質(zhì)是Y2O3-Na2O,O2-可以在其中自由移動(dòng)。下列有關(guān)敘述正確的的是( )
A. 瓦斯分析儀工作時(shí),電池內(nèi)電路中電子由電極b流向電極a
B. 電極a的反應(yīng)式為:CH4+5O2-―8e-=CO32- +2H2O
C. 電極b是正極, O2-由電極a流向電極b
D. 當(dāng)固體電解質(zhì)中有1 mol O2-通過(guò)時(shí),電子轉(zhuǎn)移4 mol
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列說(shuō)法中正確的是( )
A. 加水稀釋0.01 mol·L-1的CH3COOH溶液,溶液中c(OH-)減小
B. 室溫時(shí),0.1 mol·L-1的某一元酸HA在水中有0.1%發(fā)生電離,則該溶液的pH=4
C. 氨水加水稀釋后,溶液中的值增大
D. 常溫下,pH均為5的鹽酸與氯化銨溶液中,水的電離程度相同
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