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1、填空题 (16分) 接触法制硫酸工艺中,其主反应在450℃并有催化剂存在下进行:2SO2(g)+O2(g)?
?2SO3(g)?ΔH=-190kJ·mol-1
(1)该热化学反应方程式的意义是_______________________________________________
升高温度上述反应平衡常数____(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是________。
a.v(O2)正=2v(SO3)逆
b.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
c.容器中气体的密度不随时间而变化
d.容器中气体的分子总数不随时间而变化
(3)在一个固定容积为5 L的密闭容器中充入0.20 mol SO2和0.10 mol O2,半分钟后达到平衡,测得容器中含SO3 0.18 mol,则v(O2)=__________mol·L-1·min-1;若继续通入0.20 mol SO2和0.10 mol O2,则平衡________________移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”),再次达到平衡后,________mol<n(SO3)<________mol。
参考答案:(1) 在450℃时,2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)完全反应生成2 mol SO3(g)时放出的热量为190 kJ;变小
(2) bd? 4分? (3) 0.036 向正反应方向 0.36 0.40
本题解析:(1)考查热化学方程式的意义。根据反应的热化学方程式可知,在450℃时,2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)完全反应生成2 mol SO3(g)时放出的热量为190 kJ。反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,所以平衡常数变小。
(2)在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态。A中反应速率方向相反,但不满足速率之比是相应但化学计量数之比,不正确。气体的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值,质量不变,但物质的量是变化的,所以bd都可以说明。气体的密度是混合气的质量和容器容积的比值,质量和容积均是不变的,所以密度始终是不变的,c不正确。答案选bd。
(3)容器中含SO3 0.18 mol,则消耗越强就是0.09mol,因此氧气的反应速率是
。增大反应物的浓度,平衡向正反应方向移动。所以反应物的转化率增大,因此三氧化硫的物质的量大于0.36mol。由于是可逆反应,转化率不可能是1,所以三氧化硫的物质的量小于0.4mol。
本题难度:一般
2、选择题 在固定容积的密闭容器中合成氨的反应达到了平衡,容器中含有0.1 mol N2、0.3 mol H2、0.1 mol NH3,若维持原来的条件,向该容器中再加入0.1 mol N2、0.3 mol H2、0.1 mol NH3,则(? )
A.正、逆反应速率同时增大,平衡不移动
B.正、逆反应速率同时增大,NH3的百分含量升高
C.正、逆反应速率同时增大,平衡向逆反应方向移动
D.正、逆反应速率不变,平衡不移动
参考答案:B
本题解析:因为再加入0.1 mol N2、0.3 mol H2、0.1 mol NH3后,其浓度变化关系相当于在原来的基础上将容器体积缩小到原来的一半,所以此时正、逆反应速率都会加快,平衡向正反应方向移动。
本题难度:简单
3、填空题 将10molA和5molB压入10L真空密闭容器中,某温度下发生反应3A(g)+B(g)
2C(g),在最初0.2s内,消耗A的平均速率为0.06mol
L-1
s-1,则在0.2s时,容器中有____ molC生成。
参考答案:0.08
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 T℃时在2L密闭容器中使X(g)与Y(g)发生反应生成Z(g)。反应过程中X、Y、Z的物
质的量变化如图-1所示;若保持其他条件不变,温度分别为T1和T2,Y的体积百分
含量与时间的关系如图-2所示。下列分析正确的是?

A.容器中发生的反应可表示为:3X(g)+Y(g)
2Z(g)
B.0~3 min内,v(X)=0.2 mol?L-1?min-1
C.其他条件不变升高温度,v正、v逆都增大,且重新平衡前v正>v逆
D.若改变条件,使反应进程如图-3所示,则改变的条件可能是增大压强
参考答案:AC
本题解析:根据特异性1可知,X,Y的物质的量分别减少了2.0mol-1.4mol=0.6mol、1.6mol-1.4mol=0.2mol。Z的物质的量增加了0.8mol-0.4mol=0.4mol。所以根据变化量之比是相应的化学计量数之比可知,方程式为3X(g)+Y (g)
2Z(g)。A正确;反应进行的前3 min内,用X表示的反应速率 v(X)=
=0.1 mol/(L? min),B错误;根据图像2可知,T1小于T2,温度高,Y的含量低,说明升高温度平衡向正反应方向移动,所以正反应是吸热反应,即△H大于0,重新平衡前v正>v逆 ,C正确;根据图像3可知,平衡状态没有改变,说明改变的条件是加入了催化剂。因为正反应是体积减小的、吸热的可逆反应,所以升高温度或增大压强,平衡都向正反应方向移动,转化率增大,都会改变平衡状态,D错误;
本题难度:一般
5、选择题 工业制硫酸中的一步重要反应是SO2在400-500℃下的催化氧化,2SO2(g)+O2(g)
?2SO3(g),这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行,下述有关说法中错误的是
A.达到平衡时,SO2的浓度与SO3的浓度相等
B.相同状况下,反应2SO3(g)
2SO2(g)+O2(g)是一个吸热反应
C.为了提高SO2转化率,可适当提高O2浓度
D.升高温度,放热反应的速率增大,吸热反应的速率也增大
参考答案:A
本题解析:A、达到平衡时,SO2的浓度与SO3的浓度可能相等,也可能不相等,要依据反应物的初始浓度及转化率进行计算,错误;B、2SO2(g)+O2(g)
?2SO3(g)的正反应放热,则逆反应吸热,正确;C、增大反应物O2的浓度,平衡向正反应方向移动,可使提SO2的转化率高,正确;D、升高温度,反应速率增大,正确。
本题难度:一般