运用化学反应原理研究氮、硫、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义。硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),混合体系中
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运用化学反应原理研究氮、硫、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义。
硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如下图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。根据图示回答下列问题: (1)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)的ΔH________0(填“>”或“<”);若在恒温;恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气,平衡________移动(填“向左”“向右”或“不”); (2)若温度为T1、T2,反应的平衡常数分别为K1,K2,则K1________K2;若反应进行到状态D时,v正________v逆(填“>”“<”或“=”); |
答案
(1)< 向左 (2)> > |
解析
(1)从图像来看,SO3的含量随着温度的升高而降低,说明反应逆向移动,故该反应为放热反应;恒温、恒容条件下,充入氦气,容器容积增大,对原反应混合物来说相当于减小压强,平衡逆向移动。(2)因该反应是放热反应,平衡常数随着温度的升高而降低;D点要达到相应温度下的平衡状态,SO3的含量应继续增大,故正反应速率大于逆反应速率。 |
举一反三
将一定量NO2和N2O4的混合气体通入体积为2 L的恒温密闭容器中,各物质浓度随时间变化的关系如图1所示。
请回答: (1)图l中,曲线________(填“X”或“Y”)表示NO2浓度随时间的变化情况;前10 min内v(NO2)=________mol/(L·min)。 (2)下列选项中不能说明该反应已达到平衡状态的是________(填选项字母)。A.容器内混合气体的压强不随时间变化而改变 | B.容器内混合气体的密度不随时间变化而改变 | C.容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变 | D.容器内混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化 | (3)反应进行到10 min时,共吸收热量22.76 kJ,则该反应的热化学方程式为_________________________________;该反应的平衡常数K=________。 (4)反应进行到20 min时,再向容器内充入一定量NO2,10 min后达到新的平衡,此时测得c(NO2)=0.9 mol/L。 ①第一次平衡时混合气体中NO2的体积分数为ω1,达到新平衡后混合气体中NO2的体积分数为ω2,则ω1________ω2(填“>”、“=”或“<”); ②请在图2中画出20 min后各物质的浓度随时间变化的曲线(曲线上必须标出“X”和“Y”)。 |
合成氨尿素工业生产过程中涉及的物质转化过程如下图所示。
(1)天然气在高温、催化剂作用下与水蒸气反应生成H2和CO的化学方程式为___________________________________。 (2)在合成氨生产中,将生成的氨气及时从反应后的气体中分离出来。运用化学平衡的知识分析这样做是否有利于氨的合成,说明理由:___________。 (3)下图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下,初始时氮气、氢气的体积比为1:3时,平衡混合物中氨的体积分数。
①若分别用vA(NH3)和vB(NH3)表示从反应开始至平衡状态A、B时的化学反应速率,则vA(NH3)________vB(NH3)(填“>”、“<”或“=”)。 ②在相同温度下,当压强由p1变为p3时,合成氨反应的化学平衡常数________(填“变大”、“变小”或“不变”)。 ③在250°C、1.0×104kPa下,H2的转化率为________%(计算结果保留小数点后1位)。 |
用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件,能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应如下: 3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g) ΔH<0 完成下列填空: (1)在一定温度下进行上述反应,若反应容器的容积为2 L,3 min后达到平衡,测得固体的质量增加了2.80 g,则H2的平均反应速率为________mol/(L·min);该反应的平衡常数表达式K=________。 (2)上述反应达到平衡后,下列说法正确的是________。 a.其他条件不变,压强增大,平衡常数K减小 b.其他条件不变,温度升高,平衡常数K减小 c.其他条件不变,增大Si3N4物质的量平衡向左移动 d.其他条件不变,增大HCl物质的量平衡向左移动 (3)一定条件下,在密闭恒容的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是________。 a.3v逆(N2)=v正(H2) b.v正(HCl)=4v正(SiCl4) c.混合气体密度保持不变 d.c(N2):c(H2):c(HCl)=1:3:6 (4)若平衡时H2和HCl的物质的量之比为m/n,保持其他条件不变,降低温度后达到新的平衡时,H2和HCl的物质的量之比________m/n(填“>”、“=”或“<”)。 |
对于可逆反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是( )。A.反应达到平衡时,若两种反应物的转化率相等,则起始投入的n(NH3)∶n(O2)=4∶5 | B.反应达到平衡时,对体系充入稀有气体并加压,平衡总是向逆反应方向移动 | C.反应达到平衡时,若向压强固定的密闭容器中充入稀有气体,平衡不移动 | D.当v正(NH3)∶v正(NO)=1∶1时,说明该化学反应已经达到平衡 |
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将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的密闭容器中混合并在一定条件下发生如下反应2A(g)+B(g)2C(g) ΔH<0。4 s后反应达到平衡状态,此时测得C的浓度为0.6 mol·L-1。下列说法中正确的是 ( )。 A.当A、B、C物质的量浓度之比为2∶1∶2时,反应即达到平衡状态 B.4 s内用物质B表示的反应速率为0.075 mol·L-1·s-1 C.达平衡后若通入一定量氦气,A的转化率降低 D.达平衡后若升高温度,C的浓度将增大 |
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