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在一定條件下,在一容積可變的密閉容器中,將SO2和O2混合發(fā)生反應:

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)   ΔH=-92.3KJ/mol,反應過程中,SO2、O2、SO3的物質的量(mol)的變化如下表(0~4min時,容器氣體壓強為0.1MPa):

時間min

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

n(SO2)

2.00

1.92

1.84

1.76

1.76

1.64

1.52

1.40

1.40

1.40

n(O2)

1.00

0.96

0.92

0.88

0.88

0.82

0.76

0.70

0.70

0.70

n(SO3)

0

0.08

0.16

0.24

0.24

0.36

0.48

0.60

0.60

0.60

 

回答下列問題:

(1)___________________________時段,反應處于平衡狀態(tài)。

(2)第5min時,從同時提高速率和轉化率兩個方面分析,改變的外界條件是_____________;平衡向____________方向移動。(填“正”、“逆”或“不”)

(3)其他條件相同、催化劑不同時,SO2的轉化率隨反應溫度的變化如圖a。,Fe2O3和NiO作催化劑均能使S02的轉化率達到最高,不考慮價格因素,選擇Fe2O3的 主要優(yōu)點是_____________。

(4)科研小組在3800C Fe2O3作催化劑時,研究了不同投料比n(O2):n(SO2)對S02轉化率的影響,結果如圖b。請在答題卡坐標圖中畫出n(O2):n(SO2)=1:2時,SO2轉化率的預期變化曲線。

 

【答案】

(1)3~4min(2分)    7~9min(2分)(2)增大壓強(2分);正(2分)   

(3)Cr2O3  (2分) Fe2O3作催化劑時,在相對較低溫度可獲得較高SO2的轉化率。(2分)

(4)(3分)(標注1分,轉折點1分,平臺1分)

 

【解析】

試題分析:(1)由表格中的數據分析知,3~4min和7~9min時SO2、O2、SO3的物質的量保持不變,為化學平衡狀態(tài);(2)從表中數據分析,第5min時,SO2和O2的物質的量減小,SO3的物質的量增大,說明平衡向正向移動,該反應為放熱反應,改變的條件可能為增大壓強或降低溫度,而降溫反應速率變慢,從同時提高速率和轉化率兩個方面分析,改變的外界條件只能是增大壓強;(3)由圖像可知,當其他條件相同時,2600C以Cr2O3作催化劑,SO2的轉化率最大,反應速率最快;對比分別以Fe2O3和NiO作催化劑的圖像知,以Fe2O3作催化劑時,能在較低的溫度下使SO2達到較高的轉化率,因此選擇Fe2O3;(4)分析圖像b知,當SO2的物質的量相同時,O2的物質的量越大,達平衡的時間越短,反應速率越快,SO2的平衡轉化率越大,以此可畫出n(O2):n(SO2)=1:2時SO2轉化率的預期變化曲線。

考點:考查化學平衡及平衡圖像。

 

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

二甲基亞砜有消炎止痛、鎮(zhèn)靜等作用.甲醇和硫化氫在γ-Al2O3催化劑作用下生成甲硫(CH3-S-CH3),甲硫醚再與NO2反應制取二甲基亞砜(),有關反應如下:
反應①2CH3OH(l)+H2S(g)=(CH32S(l)+2H2O(l)△H=-akJ?mol-1
反應②(CH32S(l)+NO2(g)=(CH32SO(l)+NO(g)△H=-bkJ??mol-1
反應③2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H=-ckJ?mol-1
(1)寫出用甲硫醚直接和氧氣反應制取二甲基亞砜的熱化學反應方程式
2(CH32S(l)+O2(g)=2(CH32SO(l)△H=-(2b+c)kJ?mol-1
2(CH32S(l)+O2(g)=2(CH32SO(l)△H=-(2b+c)kJ?mol-1
,
(2)能說明反應2CH3OH(l)+H2S(g)?(CH32S(l)+2H2O(l)達平衡狀態(tài)的是
BC
BC

A.v(CH3OH)=2v(H2S)
B.恒容容器中,體系的壓強不再改變
C.恒容容器中,體系中氣體的密度不再改變
D.恒容容器中,氣體的摩爾質量不再改變
(3)反應③在一定條件下可達到平衡,則此條件下該反應平衡常數表達式K=
c2(NO2)
C2(NO)c(O2)
c2(NO2)
C2(NO)c(O2)


(4)上圖是反應③在一定條件下發(fā)生反應,反應物和生成物能量與活化能的關系.在圖中曲線
b
b
(填“a”或“b”)表示加入催化劑的能量變化曲線,催化劑能加快反應速率的原理是
催化劑能降低該反應的活化能,提高活化分子的百分數,化學反應速率加快
催化劑能降低該反應的活化能,提高活化分子的百分數,化學反應速率加快

(5)N2O5是一種新型綠色硝化劑,其制備方法有以下兩種.
方法一:4NO2(g)+O2(g)=2N2O5(g);△H=-56.76KJ?mol-1
常溫下,該反應能逆向自發(fā)進行,則逆向反應的△S
0(填“>、<”或“=”)
方法二:用硼氫化鈉燃料電池作電源,采用電解法制備得到N2O5.工作原理如圖:

硼氫化鈉燃料電池的正極反應式
H2O2+2e-=2OH-
H2O2+2e-=2OH-

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科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

(2011?唐山模擬)在海底和青藏高原都發(fā)現了名為“可燃冰”的環(huán)保型新能源,主要成分是CH4,CH4在光照下可與Cl2反應,也可以用CH4和H2O為原料制備二甲醚和甲醇等新型燃料.
(1)CH4可與Cl2反應,其反應機理如下:
(2)Cl2→2Cl2△H=+243kJ?mol-1
Cl2→2Cl    △H=+243KJ? mol-1
Cl+CH4→CH3+HCl   △H=+4KJ?mol-1
CH3+Cl2→CH3Cl+Cl    △H=-106KJ?mol-1
則CH4與Cl2反應生成CH3Cl(g)的熱化學方程式為:
(2)在一定條件下,發(fā)生反應:CH4(g)+H2O(g)ClO(g)+3H2(g)△H>0.
在其它條件不變的情況下降低溫度,逆反應速率將
減小
減小
(填“增大”、“減小”或“不變”).若在2L密閉容器中發(fā)生反應,T℃時,通入2mol CH4(g)和2mol H2O(g),反應達平衡后,生成l mol CO,此時向容器中同時加入1mol CO和3molH2的混合氣體(保持溫度不變),則平衡將
向逆反應方向
向逆反應方向
(填“向正反應方向”、“向逆反應方向”或“不”)移動,達到新平衡后平衡常數
不變
不變

(3)CH4(g)和H2O(g)生成的CO和H2在一定條件下可發(fā)生反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H=-90.1kJ?mol-1,恒容條件下達平衡,下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO)增大的有
a
a
.(選填序號).
a.再充入1mol H2  b.使用健化劑  c.再充入2mol CO  d.升高溫度
(4)CH4可用于設計燃料電池,甲烷燃料電池的工作原理如下圖所示:
     
 則正極的電極反應式為:
O2+4e-+2H2O=4OH-
O2+4e-+2H2O=4OH-
;
反應一段時間后溶液的pH
降低
降低
(填“升高”、“降低”或“不變”).

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科目:高中化學 來源: 題型:

可逆反應:2A(氣)+3B(氣) 3C(氣),一定條件下,在一密閉、恒容的容器中,使一定量A和B氣體反應,下列敘述能用來判斷達到平衡狀態(tài)的是( 。

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科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

精英家教網能源是制約國家發(fā)展進程的因素之一.甲醇、二甲醚等被稱為2 1世紀的綠色能源,工業(yè)上利用天然氣為主要原料與二氧化碳、水蒸氣在一定條件下制備合成氣(CO、H2),再制成甲醇、二甲醚.
(1)工業(yè)上,可以分離合成氣中的氫氣,用于合成氨,常用醋酸二氨合亞銅[Cu(NH32]AC溶液(AC=CH3COO-)來吸收合成氣中的一氧化碳,其反應原理為:[Cu(NH32]AC(aq)+CO(g)+NH3(g)?[Cu(NH33]AC?CO(aq)△H<0常壓下,將吸收一氧化碳的溶液處理重新獲得[Cu(NH32]AC溶液的措施是
 
;
(2)工業(yè)上一般采用下列兩種反應合成甲醇:
反應a:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol;反應b:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H<0
①對于反應a,某溫度下,將4.0mol CO2(g)和12.0mol H2(g)充入容積為2L的密閉容器中,反應到達平衡時,測得甲醇蒸氣的體積分數為30%,則該溫度下反應的平衡常數為
 
;
②對于反應b,某溫度下,將1.0mol CO(g)和2.0mol H2(g)充入固定容積的密閉容器中,反應到達平衡時,改變溫度和壓強,平衡體系中CH3OH的物質的量分數變化情況如圖所示,于溫和壓強的關系判斷正確的是
 
;(填字母代號)
 A.p3>p2,T3>T2  B.p2>p4,T4>T2   C.p1>p3,T1>T3    D.p1>p4,T2>T3
(3)CO可以合成二甲醚,二甲醚可以作為燃料電池的原料,化學反應原理為:CO(g)+4H2(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H<0
①在恒容密閉容器里按體積比為1:4充入一氧化碳和氫氣,一定條件下反應達到平衡狀態(tài).當改變反應的某一個條件后,下列變化能說明平衡一定向正反應方向移動的是
 
;
A.逆反應速率先增大后減小
B.反應物的體積百分含量減小
C.正反應速率先增大后減小
D.化學平衡常數K值增大
②寫出二甲醚堿性燃料電池的負極電極反應式
 
;
③己知參與電極反應的電極材料單位質量放出電能的大小稱為該電池的比能量.關于二甲醚堿性燃料電池與乙醇堿性燃料電池,下列說法正確的是
 
(填字母)
A.兩種燃料互為同分異構體,分子式和摩爾質量相同,比能量相同
B.兩種燃料所含共價鍵數目相同,斷鍵時所需能量相同,比能量相同
C.兩種燃料所含共價鍵類型不同,斷鍵時所需能量不同,比能量不同
(4)已知lg二甲醚氣體完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量為31.63kJ,請寫出表示二甲醚燃燒熱的熱化學方程式
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

甲醇可通過將煤的氣化過程中生成的CO和H2在一定條件下發(fā)生如下反應制得:CO(g) + 2H2(g)=CH3OH(g)

請根據下圖回答下列問題:

(1)從反應開始到平衡,用CO濃度變化表示平均反應速率v(CO)=                 

(2)寫出該反應的熱化學方程式                                                 。

                              n(CH3OH)

(3)恒容條件下,下列措施中能使   n(CO)    增大的有            

  A.升高溫度    B.充入He氣    C.再充入1 mol CO和2 mol H2     D.使用催化劑

(4)若在溫度和容積相同的三個密閉容器中,按不同方式投入反應物,測得反應達到平衡時的有關數據如下表:

容器

反應物投入的量

反應物的轉化率

CH3OH的濃度

能量變化(Q1、Q2、Q3均大于0)

1 mol CO和2 mol H2

a1

c1

放出Q1kJ熱量

1 mol CH3OH

a2

c2

放出Q2kJ熱量

2mol CO和4 mol H2

a3

c3

放出Q3kJ熱量

則下列關系正確的是:              

  A. c1=c2    B.2Q1=Q3 ……    C.2a1=a3    D. a1+ a3=1

  E.該反應若生成1 mol CH3OH,則放出(Q1+ Q2)kJ熱量

(5)若在一體積可變的密閉容器中充入1 mol CO、2 mol H2和1 mol CH3OH,達到平衡時測得混合氣體的密度是同溫同壓下起始的1.6倍,則該反應向       (填“正”、“逆”)反應方向移動,理由是                                                               

                                                                 

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