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);△H=-190KJ/mol(1)该反应的平衡常数表达式是
题型:不详难度:来源:
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);△H=-190KJ/mol (1)该反应的平衡常数表达式是______,该反应450℃时的平衡常数______ 500℃时的平衡常数(填“大于”、“小于”或“等于”). (2)说明反应达到平衡状态是______. a. V(O2)正=2V(SO3)逆 b.ひ(SO2)正׃ひ(O2)逆=2:1 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 e.容器中气体的平均分子量不随时间而变化 (3)在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20mol SO2和0.10molO2,半分钟后达到平衡,测得容器中含SO30.18mol,则V(O2)=______mol.L-1.min-1:若继续通入0.30mol SO2和0.15mol 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. |
答案
(1)化学平衡常数K=生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,即K=2,对于放热反应,升高温度,K减小,故答案为:K=2;大于; (2)a. 化学方程式的系数之比等于化学反应中各物质的反应速率之比,V(O2)正=V(SO3)逆,均为正反应速率,不能判断是否达到平衡明反应得到平衡状态,故a错误; b.ひ(SO2)正׃ひ(O2)逆=2:1,表明正逆反应速率相等是平衡状态,故b正确; c.容器中气体的密度=,反应前后质量守恒,反应在体积不变的容器中进行,所以气体的密度始终不变,故c错误; d.该反应为气体的分子总数减少的反应,当容器中气体的分子总数不随时间而变化时,平衡混合物中各组成成分含量不变,反应达到平衡状态,故d正确; e.容器中气体的平均分子量=,反应前后质量守恒,反应是一个气体物质的量变化的反应,所以当容器中气体的平均分子量不随时间而变化时是平衡状态,故e正确. 故选bde; (3)当生成0.18molSO3时,参加反应的氧气的物质的量为x, 2SO2+O2 2SO3 1 2 x 0.18mol = 解得x=0.09mol, v(O2)==0.036mol•L-1•min-1; 继续通入0.30molSO2和0.15molO2,容器内压强增大,平衡向气体体积减小的方向移动,即向正反应方向移动; 用极限法求出n(SO3)的范围,假设平衡不移动,此时n(SO3)=0.18×2=0.36mol,假设0.50molSO2完全生成SO3,根据化学方程式2SO2+O2⇌2SO3可知n(SO3)=0.5mol,所以再次达到平衡时,0.36mol<n(SO3)<0.50mol, 故答案为:0.036;向正反应方向;0.45;0.50. |
举一反三
( I)在2L密闭容器中,800℃时反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的交化如下表:
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | n(NO)/mol | 0.020 | 0.010 | 0.008 | 0.007 | 0.007 | 0.007 | 在一个2L的密闭容器中,发生反应2SO3(g)⇌2SO2(g)+O2(g);△H>0,其中SO3的变化如图所示: (1)写出该反应的平衡常数表达式______. (2)用O2表示0~8min内该反应的平均速率v=______. (3)升高温度,该反应的反应速率将______;K值将______;容器中气体的平均相对分子质量将______.(填“增大”“减小”或“不变”) (4)能说明该反应已达到平衡状态的是______ a.v(SO3)=2v(O2) b.容器内压强保持不变 c.v逆(SO2)=2v正(O2) d.容器内密度保持不变 (5)从8min起,压缩容器为1L,则SO3的变化曲线为______ A. a B. b C. c D. d. | 在恒温恒容的密闭容器中,工业上常用反应①制备甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H1<0;其中的原料气常用反应②来制备:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)△H2.根据题意完成下列各题: (1)判断反应①达到平衡状态的标志是______(填字母). a.CO体积分数保持不变 b.CO和CH3OH浓度相等 c.容器中气体的压强不变 d.CH3OH的生成速率与CO的消耗速率相等 e.容器中混合气体的密度保持不变 (2)欲提高反应①CO中的转化率,下列措施可行的是______(填字母). a.向装置中再充入N2 b.升高温度 c.改变反应的催化剂 d.向装置中再充入H2 (3)一定条件下,反应②中CH4的平衡转化率与温度的关系如图所示.则△H2______0(填“<”、“>”或“=”).在T℃时的1L密闭容器中,充入1molCH4和3molH2O(g),发生反应②,经过5min达到平衡,此时CH4的转化率为50%,则从开始到平衡,H2的平均反应速率为______,T℃时该反应的平衡常数为______; (4)若向此1L密闭容器中,加入1molCH4、5molH2O(g)、1molCO和3molH2,发生反应②,若温度仍为T℃,此时v(正)______v(逆)(填“<”、“>”或“=”).若改变反应温度,达到新平衡时,______mol<n(H2O)<______mol. | 一定温度下,恒容密闭容器中进行的反应:A(s)+3B(g)⇌2C(g)+D(g),下列物理量不能确定达到平衡状态的是( )A.各物质的浓度不随时间变化 | B.容器的压强不再变化 | C.B的生成速率和D的生成速率为3:1 | D.混合气体的密度不再变化 |
| 可逆反应2A(g)+3B(g)⇌3C(g),在一定条件下,使一定量的A气体和B气体反应达到平衡时具有的性质是( )A.各物质的浓度之比为c(A):c(C)=2:3:3 | B.混合气体体积是反应开始前的 | C.混合气体各物质的浓度相同 | D.容器内的总压强不随时间的变化而变化 |
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