工業(yè)制硫酸的過程中利用反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)+Q (Q>0),將SO2轉(zhuǎn)化為SO3,尾氣SO2可用NaOH溶液進行吸收。請回答下列問題:
(1)寫出該可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式                                   ;
(2)一定條件下,向一帶活塞的密閉容器中充入2molSO2和1molO2發(fā)生反應(yīng),下列說法中,正確的是    (填編號)。
a.若反應(yīng)速率υ正(O2)=2υ逆(SO3),則可以說明該可逆反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)
b.保持溫度和容器體積不變,充入2 mol N2,化學(xué)反應(yīng)速率加快
c.平衡后移動活塞壓縮氣體,平衡時SO2、O2的百分含量減小,SO3的百分含量增大
d.平衡后升高溫度,平衡常數(shù)K增大
將一定量的SO2(g)和O2(g)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中,在不同溫度下進行反應(yīng)得到如下表中的兩組數(shù)據(jù):

實驗編號
溫度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
達到平衡所需時間/min
SO2
O2
SO2
O2
1
T1
4
2
x
0.8
6
2
T2
4
2
0.4
y
t
 
(3)實驗1從開始到反應(yīng)達到化學(xué)平衡時,υ(SO2)表示的反應(yīng)速率為              ;
T1      T2 (選填“>”、“<”或“=”),理由是                              。尾氣SO2用NaOH溶液吸收后會生成Na2SO3,F(xiàn)有常溫下0.1mol/LNa2SO3溶液,實驗測定其pH約為8,完成下列問題:
(4)該溶液中c(Na+)與 c(OH)之比為          
該溶液中c(OH)= c(H+)+         +         (用溶液中所含微粒的濃度表示)。
(5)如果用含等物質(zhì)的量溶質(zhì)的下列各溶液分別來吸收SO2,則理論吸收量由多到少的順序是         (用編號排序)
A.Na2SO3       B.Ba(NO3)2        C.Na2S       D.酸性KMnO4

(1)K=[SO3]2/([SO2]2[O2])
(2)c
(3)0.2mol/(L· min)(2分)>; 反應(yīng)放熱,溫度升高平衡向左移動,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率低
(4)2×105 ;  (2分)c(HSO3)+2c(H2SO3)
(5)B>C =D>A

解析試題分析:(1)化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下,當可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時,生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值,因此根據(jù)方程式可知其平衡常數(shù)表達式為K=[SO3]2/([SO2]2[O2])。
(2)a、反應(yīng)速率υ正(O2)=2υ逆(SO3)不能滿足反應(yīng)速率之比是相應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比,因此不能說明該可逆反應(yīng)已達到平衡狀態(tài),a不正確;b、保持溫度和容器體積不變,充入2 mol N2,物質(zhì)的濃度不變,則化學(xué)反應(yīng)速率不變,b不正確;c、平衡后移動活塞壓縮氣體,壓強增大平衡向正反應(yīng)方向移動,所以平衡時SO2、O2的百分含量減小,SO3的百分含量增大,c正確;D、正方應(yīng)是放熱反應(yīng),則平衡后升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,所以平衡常數(shù)K減小,d不正確,答案選c。
(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知平衡時氧氣的物質(zhì)的量減少2mol-0.8mol=1.2mol,則根據(jù)反應(yīng)式可知生成三氧化硫2.4mol,其濃度為2.4mol÷2=1.2mol/L,所以用三氧化硫表示的反應(yīng)速率為1.2mol/L÷6min=0.2mol/(L· min)。X=4mol-1.2mol×2=1.6mol,而在t2時二氧化硫的平衡量是0.4mol,這說明t2時二氧化硫的轉(zhuǎn)化率高。由于正方應(yīng)是放熱反應(yīng),所以降低溫度才有利于SO2的轉(zhuǎn)化,所以T1>T2。
(4)pH約為8,因此溶液中c(OH)=10-6mol/L,溶液中鈉離子濃度為0.2mol/L,所以該溶液中c(Na+)與c(OH)之比為0.2mol/L ÷10-6mol/L =2×105 。根據(jù)質(zhì)子守恒可知該溶液中c(OH)=c(H+)+ c(HSO3)+2c(H2SO3)。
(5)A、Na2CO3吸收二氧化硫發(fā)生的反應(yīng)為:Na2CO3+2SO2+H2O=2NaHSO3+CO2↑,1molNa2CO3最多吸收二氧化硫2mol;B、Ba(NO32 吸收二氧化硫反應(yīng)化學(xué)方程式為Ba(NO32+3SO2+2H2O=BaSO4↓+2H2SO4+2NO↑:1molBa(NO32最多吸收二氧化硫3mol;C、Na2S 吸收二氧化硫發(fā)生的反應(yīng)為:2Na2S+5SO2+2H2O=4NaHSO3+3S↓,1mol2Na2S最多反應(yīng)二氧化硫2.5mol;D、酸性KMnO4溶液吸收二氧化硫的反應(yīng)2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+,1molKMnO4最多反應(yīng)二氧化硫2.5mol;計算分析吸收二氧化硫理論吸收量由多到少的順序是B>C=D>A,故答案為:B>C=D>A。
考點:考查可逆反應(yīng)的有關(guān)判斷、計算以及溶液中離子濃度關(guān)系的有關(guān)判斷與計算

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

(14分)短周期主族元素A、B、C、D、E原子序數(shù)依次增大 , A是元素周期表中原子半徑最小的元素,B是形成化合物種類最多的元素,C原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍,D是同周期中金屬性最強的元素,E的負一價離子與C的某種氫化物分子含有相同的電子數(shù)。
⑴A、C、D形成的化合物中含有的化學(xué)鍵類型為              。
⑵已知:
① E-E→2E  ?H=+a kJ/mol;
② 2A→A-A  ?H=-b kJ/mol;
③ E+A→A-E ?H=-c kJ/mol;
寫出298K時,A2與E2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式                                   
⑶在某溫度下容積均為2 L的三個密閉容器中,按不同方式投入反應(yīng)物,保持恒溫恒容,使之發(fā)生反應(yīng):2A2(g)+BC(g)X(g)  ?H=-Q kJ/mol(Q>0,X為A、B、C三種元素組成的一種化合物)。初始投料與各容器達到平衡時的有關(guān)數(shù)據(jù)如下:

實驗



初始投料
2 mol A2、1 mol BC
1 mol X
4 mol A2、2 mol BC
平衡時n(X)
0.5 mol
n2
n3
反應(yīng)的能量變化
放出Q1kJ
吸收Q2kJ
放出Q3kJ
體系的壓強
P1
P2
P3
反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率
1
2
3
①在該溫度下,假設(shè)甲容器從反應(yīng)開始到平衡所需時間為4 min,則A2的平均反應(yīng)速率
v (A2)=                 。
② 計算該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K =                 。
③三個容器中的反應(yīng)分別達平衡時下列各組數(shù)據(jù)關(guān)系正確的是           (填字母)。
A.α1+α2=1            B.Q1+Q2=Q              C.α3<α1              
D.P3<2P1=2P2         E.n2<n3<1.0 mol           F.Q3=2Q1
④在其他條件不變的情況下,將甲容器的體積壓縮到1 L,若在第8min達到新的平衡時A2的總轉(zhuǎn)化率為75%,請在下圖中畫出第5min 到新平衡時X的物質(zhì)的量濃度的變化曲線。

⑷熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)是一種高溫燃料電池,被稱為第二代燃料電池,是未來民用發(fā)電的理想選擇方案之一,其工作原理如圖所示,F(xiàn)以A2(g)、BC(g)為燃料,以一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物為電解質(zhì)。寫出該碳酸鹽燃料電池(MCFC)正極的電極反應(yīng)式____________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

(15分)已知2A(g)+B(g)2C(g),?H=-a kJ/mol(a>0),在一個有催化劑的固定容積的容器中加入2 mol A和1 mol B,在500 ℃時充分反應(yīng)達平衡后C的濃度為ω mol/L,放出熱量為b kJ。
⑴比較a     b(填“>”“=”或“<”)。
⑵下表為不同溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)。由此可推知,表中T1     T2(填“>”、“=”或“<”)。

T/K
T1
T2
T3
K
1.00×107
2.45×105
1.88×103
若在原來的容器中,只加入2 mol C,500 ℃時充分反應(yīng)達平衡后,吸收熱量為c kJ,C的濃度     (填“>”“=”或“<”)ωmol/L,a、b、c之間滿足何種關(guān)系     (用代數(shù)式表示)。
⑶ 在相同條件下要想得到2a kJ熱量,加入各物質(zhì)的物質(zhì)的量可能是     。
A. 4 mol A和2 mol B                   B. 4 mol A、2 mol B和2 mol C
C. 4 mol A和4 mol B                   D. 6 mol A和4 mol B
⑷為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大,且平衡向正反應(yīng)方向移動的是     。
A. 及時分離出C氣體                B. 適當升高溫度
C. 增大B的濃度                    D. 選擇高效催化劑
⑸ 若將上述容器改為恒壓容器(反應(yīng)前體積相同),起始時加入2 mol A和1 mol B,500 ℃時充分反應(yīng)達平衡后,放出熱量為d kJ,則d     b(填“>”、“=”或“<”),理由是_               
⑹ 在一定溫度下,向一個容積可變的容器中,通入3 mol A和2 mol B及固體催化劑,使之反應(yīng),平衡時容器內(nèi)氣體物質(zhì)的量為起始時的90%。保持同一反應(yīng)溫度,在相同容器中,將起始物質(zhì)的量改為4 mol A、3 mol B和2 mol C,則平衡時A的百分含量     (填“不變”、“變大”、“變小”或“無法確定”)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

氯化銅是一種廣泛用于生產(chǎn)顏料、木材防腐劑等的化工產(chǎn)品。某研究小組用粗銅(含雜質(zhì)Fe)按下述流程制備氯化銅晶體(CuCl2·2H2O)。

(1)實驗室采用如下圖所示的裝置,可將粗銅與Cl2反應(yīng)轉(zhuǎn)化為固體1(加熱儀器和夾持裝置已略去)。

① 儀器A的名稱是             。
② 裝置B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是     。
③如果濃鹽酸不能順利滴下,可能的原因是              。
④裝置Ⅳ中盛裝的試劑是                ,其作用是                 。
(2)在CuCl2溶液轉(zhuǎn)化為CuCl2·2H2O的操作過程中,發(fā)現(xiàn)溶液顏色由藍色變?yōu)辄S綠色。小組同學(xué)欲探究其原因。
已知:在氯化銅溶液中有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系:
 (aq) +4Cl(aq)(aq) +4H2O(l)
藍色           黃色
①上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式是K=    。
②現(xiàn)欲使溶液由黃色變成藍色,請寫出兩種可采用的方法
a.                     b                    。
(3)由CuCl2溶液得到CuCl2·2H2O的過程中要加入鹽酸的目的是                  

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

溫度為T時,向2.0 L恒容密閉容器中充入1.0 mol PCl5,反應(yīng)PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)經(jīng)過一段時間后達到平衡。反應(yīng)過程中測定的部分數(shù)據(jù)如圖:

下列說法正確的是

A.反應(yīng)在前50 s 的平均速率v(PCl3)=0.0032 mol·L-1·s-1
B.保持其他條件不變,升高溫度,平衡時c(PCl3)=0.11mol·L-1,則反應(yīng)的△H<0
C.相同溫度下,起始時向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0mol Cl2,達到平衡時,PCl3的轉(zhuǎn)化率小于80%
D.相同溫度下,起始時向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20mol PCl3和0.20 mol Cl2,反應(yīng)達到平衡前v(正)>v(逆)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

一種“人工固氮”的新方法是在常溫、常壓、光照條件下,N2在催化劑表面與水發(fā)生反應(yīng)生成NH3:N2+3H2O2NH3O2
進一步研究NH3生成量與溫度的關(guān)系,部分實驗數(shù)據(jù)見下表(反應(yīng)時間3 h):

T/℃
30
40
50
生成NH3量/(10-6 mol)
4.8
5.9
6.0
 
請回答下列問題:
(1)50℃時從開始到3 h內(nèi)以O(shè)2物質(zhì)的量變化表示的平均反應(yīng)速率為        mol·h-1。
(2)該反應(yīng)過程與能量關(guān)系可用如圖表示,則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是                   。

(3)與目前廣泛應(yīng)用的工業(yè)合成氨方法相比,該方法中固氮反應(yīng)速率較慢。請?zhí)岢隹商岣咂浞磻?yīng)速率且增大NH3生成量的建議:                                       。
(4)工業(yè)合成氨的熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol。在某壓強恒定的密閉容器中加入2 mol N2和4 mol H2,達到平衡時,N2的轉(zhuǎn)化率為50%,體積變?yōu)?0 L。求:
①該條件下的平衡常數(shù)為       ;
②若向該容器中加入a mol N2、b mol H2、c mol NH3,且a、b、c均大于0,在相同條件下達到平衡時,混合物中各組分的物質(zhì)的量與上述平衡相同。反應(yīng)放出的熱量       (填“>”“<”或“=”)92.4 kJ。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

某溫度時,在2 L的密閉容器中,X、Y、Z三種物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如下圖所示。

(1)由圖中所給數(shù)據(jù)進行分析,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為                  。
(2)反應(yīng)從開始至2分鐘末,用Z的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為      。
(3)達到平衡是X的濃度是      ;
(4)當反應(yīng)進行到第    min,該反應(yīng)達到平衡。反應(yīng)達到平衡后,下列措施能加快化學(xué)反應(yīng)速率的有            。
A.增大反應(yīng)物的濃度    B.升高溫度    C.使用正催化劑

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

在密閉容器中進行的如下反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。SO2的起始濃度是0.4 mol·L1,O2的起始濃度是1 mol·L1,當SO2的轉(zhuǎn)化率為80%時,反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。
(1)反應(yīng)的平衡常數(shù)為________。
(2)若將平衡時反應(yīng)混合物的壓強增大1倍,平衡將________(填“正向”“逆向”或“不”)移動。
(3)若平衡時反應(yīng)混合物的壓強減小1倍,平衡將________(填“正向”“逆向”或“不”)移動。
(4)平衡時保持體積不變,向平衡混合氣體中充入稀有氣體Ar,使體系總壓變?yōu)樵瓉淼?倍,平衡將________(填“正向”“逆向”或“不”)移動。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

298 K時,合成氨反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g),生成2 mol NH3放出92.4 kJ熱量。在該溫度下,取1 mol N2(g)和3 mol H2(g)在密閉容器中充分反應(yīng),放出的熱量    (填“等于”“大于”或“小于”)92.4 kJ。原因是 _____________________________

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