向甲、乙两个容积均为1 L的恒温恒容的密闭容器中,分别充入一定量的SO2和O2(其中,甲充入2 mol SO2、1 mol O2,乙充入1 mol SO2、0.

向甲、乙两个容积均为1 L的恒温恒容的密闭容器中,分别充入一定量的SO2和O2(其中,甲充入2 mol SO2、1 mol O2,乙充入1 mol SO2、0.

题型:不详难度:来源:
向甲、乙两个容积均为1 L的恒温恒容的密闭容器中,分别充入一定量的SO2和O2(其中,甲充入2 mol SO2、1 mol O2,乙充入1 mol SO2、0.5 mol O2),发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);ΔH=-197.74 kJ·mol-1

一段时间后达到平衡,测得两容器中c(SO2)(mol·L-1)随时间t(min)的变化关系如右图所示。下列说法正确的是(  )
A.热量:Q(甲)<2Q(乙)
B.压强:p(甲)<2p(乙)
C.乙中前5 min内的反应速率v(O2)=0.10 mol·L-1·min-1
D.保持其他条件不变,若起始时向乙中充入0.4 mol SO2、0.2 mol O2、0.4 mol SO3,则此时v(正)<v(逆)

答案
BD
解析

试题分析:A、两容器反应若为等效平衡,则产生的热量Q(甲)=2Q(乙),但容器乙中物质的量少,压强低平衡逆向移动,产生的热量少,故有Q(甲)>2Q(乙),错误;B、同A,相对于甲容器,乙容器压强低,平衡逆向移动,气体总物质的量变多,压强变大,正确;C、乙中前5 min内的反应速率v(O2)=1/2v(SO2)=0.05mol·L-1·min-1,错误;
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
始量      1       0.5          0
转化量     0.5     0.25         0.5
平衡量     0.5     0.25         0.5
该反应的平衡常数k=0.52÷(0.52×0.25)=4
此时Q=0.42÷(0.42×0.2)=5>k,平衡逆向移动,正确。
举一反三
(14分)加大对煤燃烧产生的废气、废渣的处理已刻不容缓。
(1) 对燃煤的废气进行脱硝处理时,可利用甲烷催化还原氮氧化物,如:
CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);ΔH=a kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);ΔH=b kJ·mol-1
则反应CH4(g)+2NO2(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)的ΔH=________ kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)。
(2) 将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:

2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g);ΔH
① 该反应平衡常数表达式为K=________。
② 已知在某压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率如右图所示。该反应的ΔH________(填“>”“<”或“=”)0。若温度不变,减小反应投料比[n(H2) /n(CO2)],则K将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
③ 二甲醚燃料电池具有启动快,效率高等优点,若电解质为酸性,二甲醚燃料电池的负极反应为____________________________。

(3) 以CO2为原料合成的碳酸酯(仅含碳、氢、氧三种元素)是用途广泛的化学品,某种碳酸酯(DPC)水解产物之一遇氯化铁溶液显紫色,右图为它的核磁共振氢谱图,请写出DPC的结构简式:____________。
(4) 某电厂的粉煤灰含莫来石(主要成分为Al6Si2O13、SiO2)。将其和纯碱在高温下烧结,可制取NaAlSiO4(霞石)、Na2SiO3和NaAlO2,有关化学方程式(反应条件均为高温)为:
Al6Si2O13+3Na2CO3===2NaAlSiO4+4NaAlO2+3CO2
Al6Si2O13+5Na2CO3===2Na2SiO3+6NaAlO2+5CO2
SiO2+Na2CO3===Na2SiO3+CO2
则用1 mol Al6Si2O13和4 mol SiO2通过以上反应制得5 mol NaAlO2,共消耗Na2CO3为________mol。
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对于可逆反应4NH3+5O24NO+6H2O(g),下列叙述不正确的是 (    )   
A.达到平衡时,4v(O2=5v(NO)
B.达到平衡状态后,NH3、O2、NO 、H2O(g)的物质的量保持不变。
C.达到平衡状态时,若增加容器体积,则反应速率增大
D.若单位时间生成xmolNO的同时,生成xmolNH3,则反应达到平衡状态

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化学平衡状态I、II、III的相关数据如下表:
编号
化学方程式
平衡常数
温度
979K
1173K
I
Fe(s)+CO2(g) 2 FeO(s)+CO(g)
K1
1.47
2.15
II
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
K2
1.62
b
III
Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)
K3
a
1.68
根据以上信息判断,下列结论错误的是
A.a>b                                       B.增大压强,平衡状态II不移动
C.升高温度平衡状态III向正反应方向移动       D.反应II、III均为放热反应
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(16分)碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛,在提倡健康生活已成潮流的今天,“低碳生活”不再只是理想,更是一种值得期待的新的生活方式,请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
(1)近年来,我国储氢纳米碳管研究取得重大进展,用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒(杂质),这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯,其反应化学方程式为:
____C+____K2Cr2O7 +               ====___CO2↑+ ____K2SO4 + ____Cr2(SO43+ ____H2O  
请完成并配平上述化学方程式。
其中氧化剂是________________,氧化产物是_________________
(2)甲醇是一种新型燃料,甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:
CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)△H1=-116 kJ·mol-1
①已知: △H2=-283 kJ·mol-1
     △H3=-242 kJ·mol-1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO 2和水蒸气时的热化学方程为                     
②在容积为1L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃、270℃三种温度下合成甲醇的规律。下图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系。请回答:

ⅰ)在上述三种温度中,曲线Z对应的温度是                
ⅱ)利用图中a点对应的数据,计算出曲线Z在对应温度下CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数K=                    
③在某温度下,将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中,5min时达到平衡,各物质的物质的浓度(mol•L-1)变化如下表所示:
 
0min
5min
10min
CO
0.1
 
0.05
H2
0.2
 
0.2
CH3OH
0
0.04
0.05
   若5min~10min只改变了某一条件,所改变的条件是                        ;且该条件所改变的量是              
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下列实验过程中曲线变化不正确的是
A.①表示Na2CO3溶液中滴入稀盐酸
B.②表示溴水中滴入Na2SO3溶液
C.③表示HCl和MgCl2溶液中滴入氨水
D.④表示一定条件下反应:2SO2+O22SO3 ΔH< 0 ,达平衡后,增大压强

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