将2molSO2和1molO2混合置于容积为2L的密闭容器中,在800K时,发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H<0,当反应从开始进行到
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将2molSO2和1molO2混合置于容积为2L的密闭容器中,在800K时,发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H<0,当反应从开始进行到5min时,反应达到平衡状态,测得混合气体总物质的量为2.1mol.请回答下列问题: (1)800K时,该反应的平衡常数为______,在0~5min时间间隔内SO2的反应速率为______. (2)若在5min时降低温度,在某一时刻重新达到平衡状态,则新平衡混合物中气体的总物质的量______2.1mol(填“>”、“<”或“=”),简述你的判断理由:______. (3)若相同条件下,向该容器内分别充人xmolSO2、ymolO2和zmolSO3,反应达到平衡时,容器内混合气体总物质的量仍为2.1mol.则:x、y、z必须满足的关系是______.(一个用含x、z的式子表示,一个用含y、z的式子表示) (4)相同条件下,若在上述容器中,充入0.2mol SO2、0.4mol O2和4.0molSO3三种气体,下列对该反应状态的描述中,正确的是______(填字母序号). A.处于平衡状态 B.不是平衡状态,反应正向进行 C.不是平衡状态,反应逆向进行. |
答案
(1)令平衡时SO2的浓度变化量为cmol/L,则: 2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) 开始(mol/L):1 0.5 0 变化(mol/L):c 0.5c c 平衡(mol/L):1-c 0.5-0.5c c 所以(1-c)mol/L×2L+(0.5-0.5c)mol/L×2L+cmol/L×2L=2.1mol 解得:c=0.9 故平衡时SO2、O2、SO3的浓度分别为0.1mol/L、0.05mol/L、0.9mol/L, 故平衡常数k===1620, 故v(SO2)==0.18 mol/(L•min), 故答案为:1620;0.18 mol/(L•min); (2)正反应是一个气体总物质的量减小的反应,且是放热反应,当降低温度时,平衡向正反应方向移动,达新平衡时,混合气体的总的物质的量减小, 故答案为:<;正反应是一个气体总物质的量减小的反应,且放热,当降低温度时,平衡向正反应方向移动; (3)恒温恒容下,反应前后气体的物质的量发生变化,按化学计量数转化为左边,满足n(SO2)=2mol、n(O2)=1mol即可,由方程式 2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)可知,zmolSO3完全转化可得SO2为zmol,可得O2为0.5zmol,故满足x+z=2、y+0.5z=1, 故答案为:x+z=2、y+0.5z=1; (4)充入0.2mol SO2、0.4mol O2和4.0molSO3三种气体,此时浓度商Qc==2000>1620,不是平衡状态,反应逆向进行,故选C. |
举一反三
将2.0mol SO2气体和2.0mol SO3气体混合于固定体积的密闭容器中,在一定条件下发生反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),达到平衡时SO3为n mol.在相同温度下,分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质,平衡时SO3等于n mol的是( )A.1.6 mol SO2+0.3 mol O2+0.4 mol SO3 | B.4.0 mol SO2+1.0 mol O2 | C.2.0 mol SO2+1.0 mol O2+2.0 mol SO3 | D.3.0 mol SO2+0.5 mol O2+1.0 mol SO3 |
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在密闭容器中冲入4mol SO2和3mol O2 一定条件下建立平衡2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H=-Q KJ/mol,测得SO2的转化率为90%,则在此条件下,反应放出的热量为( )A.1.8Q KJ | B.2Q KJ | C.Q KJ | D.0.9Q KJ |
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将1molCO和1molNO2充入密闭容器中,在催化剂存在下发生反应:NO2(g)+CO(g)⇌CO2(g)+NO(g)并达到化学平衡,发现有50%的CO转化为CO2.在其它条件不变的情况下,若将1molCO和2molNO2充入上述反应器中,则反应达到化学平衡时,混合气体中的CO的体积分数是( ) |
反应N2+3H2⇌2NH3△H=-92.4kJ/mol 在密闭容器中进行并达到平衡,如果最初c(N2 )=4mol/L,c (H2)=8mol/L,反应达到平衡时有10%的N2转化,求: (1)达到平衡时,N2、H2和NH3的浓度各是多少? (2)平衡时NH3占总体积百分数是多少? |
计算题:在密闭容器中进行的如下反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g).SO2的起始浓度是0.4mol/l,O2的起始浓度是1mol/l,当SO2的转化率为50%时,反应达到平衡状态. (1)求SO2的转化浓度 (2)求反应的平衡常数 (3)求O2的转化率. |
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