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1、填空题 硫酸工业中接触氧化是最重要的一个反应:2SO2(g) + O2(g)
2SO3(g) △H= -197kJ/mol。为了研究这一反应,在体积为2L的密闭容积中,投入2mol SO2,1molO2,然后控制反应温度,在反应进行至20min时加入一定的催化剂,测定并记录一定时间内容器内SO3的物质的量,得到下表:
时间/min
| 10
| 20
| 30
| 40
| 50
|
N(SO3)/mol
| 0.4
| 0.6
| 1.2
| 1.6
| 1.6
|
(1)反应前10 min,用O2表示该反应的反应速率v(O2)= 。
(2)该温度下,该反应的平衡常数为 。
(3)在反应进行至50min时,再向容器中充入2molSO2和1molO2,达到新平衡后,SO2的转化率将 。(填“增大”、“减小”或“不变”)
(4)保持温度不变,若在该容器中只投入2mol SO3,达到平衡时,反应吸收的热量为 kJ。
参考答案:(1)0.01mol/(L·min) (2)160 (3)增大 (4)39.4
本题解析:
试题解析:(1)反应前10 min,用SO3表示该反应的反应速率v(SO2)=
=
=
=0.02mol/(L·min),利用速率之比等于计量系数比可知,v(O2)=
v(SO2)=0.01mol/(L·min);(2)由表中数据可知,40分钟达到平衡,则可逆反应: 2SO2(g) + O2(g)
2SO3(g)
起始浓度(mol/L) : 1 0.5 0
变化浓度(mol/L) :0.8 0.4 0.8
平衡浓度(mol/L) :0.2 0.1 0.8
该反应的平衡常数K=
=
=160;(3)在反应进行至50min时,再向容器中充入2molSO2和1molO2,在体积不变的条件下,物质的量同时扩大1倍,相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,达到新平衡后,SO2的转化率将增大;(4)保持温度不变,若在该容器中只投入2mol SO3,与上述可逆反应相比较,相当于由逆反应建立平衡,两者是等效的,达平衡时 SO3的浓度为0.8mol/L,转化的浓度=1mol/L-0.8mol/L=0.2mol/L,则SO3的转化率=
=20%,反应吸收的热量为197kJ/mol×20%=39.4KJ。
考点:化学反应速率、化学平衡
本题难度:一般
2、填空题 (14分)密闭容器中发生如下反应:2X(g)+Y(g)?
?Z(g);△H <0
下图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系图,t2、t3、t5?时刻外界条件有所改变,但各物质的用量都没有改变。

(1)t2 时外界条件的改变可能是?(填序号,下同);t5时外界条件的改变可能是??
a.加入催化剂? b.减小压强? c.增大压强? d.升高温度
(2)t3 时,反应物X的转化率?(填“大于”、 “小于”或“等于”)t4时的反应物X的转化率。
(3)在 t 6时,固定容器体积,再向上述容器中充入1 mol氦气,此时,平衡?(填“是”或“否”)会发生移动。
(4)T℃时,若将2 mol X和1 mol Y在1 L的容器中混合,在 t1(t1=2s)时达到平衡,测得Z的浓度为0.5 mol·L-1,则2s 内用物质X表示的平均反应速率为?;t1时反应物Y的转化率为?;T℃时,该反应的平衡常数为?。
参考答案:(14分)(1)a? b?(2)大?
(3)否?(4)0.5 mol·L-1·s-1? ;? 50%? ;? 1
本题解析:(1)t2 时正逆反应速率同时增大,但平衡不移动。应用反应是体积减小的可逆反应,所以外界条件的改变可能是使用了催化剂,答案选a;t5时正逆反应速率都是减小的,但平衡向逆反应方向移动。由于正反应是放热反应,所以改变的外界条件的可能是减小了压强,答案选b。
(2)t3到t4是反应向逆反应方向移动,所以t3 时,反应物X的转化率大于t4时的反应物X的转化率。
(3)固定容器体积,再向上述容器中充入1 mol氦气,但容器中物质的浓度不变,所以平衡不移动。
(4)根据反应的方程式可知,此时X的浓度减少了1mol/L,所以X的反应速率是1mol/L÷2s=0.5 mol·L-1·s-1。消耗Y的物质的量是0.5mol,所以Y的转化率是0.5÷1=50%。该反应的平衡常数为
。
点评:外界条件对平衡状态的影响,一般遵循勒夏特例原理。但需要注意的是压强对平衡状态的影响是通过改变浓度引起的,所以不能直接根据压强变化来判断。
本题难度:一般
3、选择题 t℃时,某一气态平衡体系中含有X(g)、Y(g)、Z(g)、W(g)四种物质,此温度下发生反应的平衡常数表达式为:K=
,有关该平衡体系的说法正确的是( )
A.升高温度,平衡常数K增大
B.增大压强,W(g)质量分数增加
C.升高温度,若混合气体的平均相对分子质量变小,则正反应是放热反应
D.增大X(g)浓度,平衡向正反应方向移动
参考答案:根据平衡常数表达式可知反应方程式为2Z(g)+2W(g)?X(g)+2y(g),则
A.由于反应的吸放热未知,则温度变化,平衡常数的变化不能判断,故A错误;
B.增大压强,平衡向正反应方向移动,W(g)体积分数减小,故B错误;
C.升高温度,若混合气体的平均相对分子质量变小,说明气体的物质的量增多,平衡向逆反应方向移动,则说明正反应为放热反应,故C正确;
D.增大X(g)浓度,平衡向逆反应方向移动,故D错误.
故选C.
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 可逆反应2SO2+O2?2SO3在恒温恒容下进行,能说明反应达到平衡的是( )
A.单位时间内消耗nmolSO2,同时生成nmolSO3
B.v逆(SO3)=2v正(O2)
C.容器内气体的密度保持不变
D.v(SO2)=v(SO3)
参考答案:A、单位时间内消耗n molSO2,同时生成n molSO3,表示的是正逆反应速率,但是不满足二者的化学计量数关系,说明正逆反应速率不相等,没有达到平衡状态,故A错误;
B、v逆(SO3)=2v正(O2),正逆反应速率相等,该反应达到了平衡状态,故B正确;
C、容器容积不变,气体的体积不变,反应两边都是气体,气体的总质量不变,根据ρ=mV,所以气体的密度始终不变,因此密度不能作为判断平衡状态的依据,故C错误;
D、v(SO2)=v(SO3),二者化学计量数相等,反应速率始终相等,无法判断正逆反应速率是否相等,故D错误;
故选B.
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 在相同温度和压强下,对反应 CO2 (g) + H2 (g)
CO(g) + H2O(g)进行甲、乙、 丙、丁四组实验,实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表

上述四种情况达到平衡后, n ( CO )的大小顺序是
[? ]
A.乙=丁>丙=甲
B.乙>丁>甲>丙
C.丁>乙>丙=甲
D.丁>丙>乙>甲
参考答案:A
本题解析:
本题难度:一般