(2013•哈尔滨模拟)在一定条件下发生化学反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H=-197kJ/mol.

(2013•哈尔滨模拟)在一定条件下发生化学反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H=-197kJ/mol.现有容积均为1L的甲、乙两个容器,在上述条件下分别充入气体,到达平衡时,反应放出的热(Q),及平衡时的转化率(X)如下表所示:
容器起始时各物质的量到达平衡时放出的热量(QkJ)平衡时SO2转化率 (X)
SO2O2SO3N2
2100Q1X1
10.501Q2=
39.4
X2
(1)下列说法错误的是______
a、Q2<Q1<197kJb、X2<X1<100% c、Q1=78.8d、X1=2X2
(2)某时刻甲容器内反应达到平衡,保持恒温恒容;
①假设又向容器内加入一定量的SO2气体,则X(SO2)______(填“增大”或“减小”),O2的浓度______(填“增大”或“减小”)
②假设又向容器中加入一定量的SO3(g),X(SO2)______ (填“增大”或“减小”)
(3)平衡时,乙容器中SO2的体积分数为______%(保留两位有效数字),该反应的平衡常数为______(填具体值和单位,保留两位有效数字)
(4)如图表示某一时间段中该反应反应速率与反应过程的关系(t2、t4、t5)时刻改变的条件都只有一个).
①t2时改变的条件是______
②若t 5时降低压强,试画出v-t图象③若各阶段对应的平衡常数如图所示
t 1-t 2t 3-t 4t 4-t 5t 6-t 7
K1K2K3K4
则各平衡常数间的大小关系为______(由大到小排列)
yuqi20089 1年前 已收到1个回答 举报

用嘴巴呼吸 春芽

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解题思路:(1)a、甲、乙两个容器容积相同,甲中相应物质的物质的量为乙中2倍,压强比乙中高,相对乙平衡而言甲中平衡右移,二氧化硫转化率增大,可逆反应不能完全反应,故Q2<Q1<197kJ;
b、甲、乙两个容器容积相同,甲中相应物质的物质的量为乙中2倍,压强比乙中高,相对乙平衡而言甲中平衡右移,二氧化硫转化率增大;
c、根据a可知,2Q2<Q1,即Q1>78.8;
d、甲中压强大于乙,甲中二氧化硫的转化率大于乙的,但是不一定为乙的转化率的2倍;
(2)①向容器内加入一定量的SO2气体,平衡向正反应移动,氧气的转化率增大,二氧化硫的转化率减小;
②向容器中加入一定量的SO3(g),平衡向逆反应移动,二氧化硫的转化率降低;
(3)利用反应热计算参加反应的二氧化硫的物质的量,再利用转化率定义计算;根据三段式计算各物质的浓度变化量、平衡时各物质的浓度,代入平衡常数表达式计算平衡常数;
(4)①由图可知,t 2时正、逆反应速率都增大,且平衡向逆反应移动,该反应正反应是体积减小的放热反应,故应为升高温度;
②若t5时降低压强,平衡向逆反应移动,t5瞬间正、逆反应速率,正反应速率降低更多;根据平衡移动解答K1、K2、K3、K4、K5之间的关系:t2-t3段,为升高浓度,平衡向逆反应移动,平衡常数降低;t4-t5段,平衡不移动,反应速率增大,为使用催化剂,平衡常数不变;t5-t6段,降低压强,平衡向逆反应移动,平衡常数不变.

(1)a、甲、乙两个容器容积相同,甲中相应物质的物质的量为乙中2倍,压强比乙中高,相对乙平衡而言甲中平衡右移,二氧化硫转化率增大,可逆反应不能完全反应,故2Q2<Q1,故2Q2<Q1<197kJ,即2Q2<Q1<197kJ,故a正确;
b、甲、乙两个容器容积相同,甲中相应物质的物质的量为乙中2倍,压强比乙中高,相对乙平衡而言甲中平衡右移,二氧化硫转化率增大,但小于乙中的2倍,可逆反应中转化率一定小于100%,即X2<X1<100%,故b正确;
c、由于甲中二氧化硫的转化率大于乙的,甲中初始物质的量为 乙的2倍Q1>2Q2=78.8,故c错误;
d、甲压强比乙中高,相对乙平衡而言甲中平衡右移,二氧化硫转化率增大,但不一定为乙中的2倍,故d错误;
故选cd;
(2)某时刻甲容器内反应达到平衡,保持恒温恒容;
①向容器内加入一定量的SO2气体,平衡向正反应移动,二氧化硫的转化率减小,氧气的转化率增大,平衡时氧气的浓度小,
故答案为:减小;减小;
②向容器中加入一定量的SO3(g),平衡向逆反应移动,二氧化硫的转化率减小,
故答案为:减小;
(3)放出热量39.4kJ,参加反应的二氧化硫为[39.4kJ
197kJ/mol×
1/2]=0.4mol,
根据三段式计算各物质的浓度变化量、平衡时各物质的浓度
2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)
开始(mol/L):1 0.5 0
开始(mol/L):0.4 0.2 0.4
平衡(mol/L):0.6 0.3 0.4
所以平衡时二氧化硫的体积分数为[0.6mol/0.6mol+0.3mol+0.4mol]×100%≈46%,
平衡常数k=
(0.4mol/L)2
(0.6mol/L)2×0.3mol/L≈1.5L•mol-1
故答案为:46;1.5L•mol-1
(4)①由图可知,t 2时正、逆反应速率都增大,且平衡向逆反应移动,该反应正反应是体积减小的放热反应,故应为升高温度,
故答案为:升高温度;
②若t5时降低压强,平衡向逆反应移动,t5瞬间正、逆反应速率,正反应速率降低更多,故t5时降低压强,t-v图象为:


t2-t3段,为升高浓度,平衡向逆反应移动,平衡常数降低,即K1>K2
t4-t5段,平衡不移动,反应速率增大,为使用催化剂,平衡常数不变,即K2=K3
t5-t6段,降低压强,平衡向逆反应移动,平衡常数不变,即K3=K4
所以K1>K2=K3=K4
故答案为:;K1>K2=K3=K4

点评:
本题考点: 化学反应速率与化学平衡图象的综合应用;化学平衡的影响因素;化学平衡的计算.

考点点评: 本题考查化学平衡移动、化学平衡计算、化学平衡常数等,题量较大,题目难度较大,需要学生具有良好的心理素质与知识的基础,是对学生知识的综合考查.

1年前

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