SO2常用于制硫酸,其中一步重要的反应为2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H<0.若向一个2L的密闭容器中充入0.4mol SO2、0.2mol O2
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SO2常用于制硫酸,其中一步重要的反应为2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H<0.若向一个2L的密闭容器中充入0.4mol SO2、0.2mol O2和0.4mol SO3发生上述反应. 请回答下列问题: (1)当反应达到平衡时,各物质的浓度可能是(填序号). A.c(SO2)=0.3mol/L、c(O2)=0.15mol/L B.c(SO3)=0.4mol/L C.c(O2)=0.2mol/L或c(SO2)=0.4mol/L D.c(SO3)=0.3mol/L (2)任选上述一种可能的情况,计算达到平衡时的平衡常数为______. (3)某温度时,将4mol SO2和2mol O2通入2L密闭容器中,10min时反应达到平衡,SO2的转化率为80%,则0~10min内的平均反应速率v(O2)=______,该温度下反应2SO2(g)+O2(g)⇌2S03(g)的平衡常数K=______. |
答案
(1)SO2、O2、SO3起始浓度分别为0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L, A、SO2和O2的浓度增大,SO2、O2的浓度增大分别为0.1mol/L、0.05mol/L,说明反应向逆反应方向进行建立平衡,若SO3完全反应,则SO2和O2的浓度浓度变化分别为0.2mol/L、0.1mol/L,实际变化应小于该值,且为2:1,故A可能; B.SO3的浓度增大,浓度增大为0.2mol/L,说明该反应向正反应方向进行建立平衡,若二氧化硫和氧气完全反应,SO3的浓度的浓度变化为0.2mol/L,实际变化小于该值,故B不可能; C.SO2、O2的浓度增大,说明反应向逆反应方向进行建立平衡,若SO3完全反应,则SO2和O2的浓度浓度变化分别为0.2mol/L、0.1mol/L,实际变化应小于该值,故C不可能; D.SO3的浓度增大,浓度增大为0.1mol/L,说明该反应向正反应方向进行建立平衡,若二氧化硫和氧气完全反应,SO3的浓度的浓度变化为0.2mol/L,实际变化小于该值,故D可能; 故答案为:AD; (2)选则A计算平衡常数,SO2、O2的浓度增大分别为0.1mol/L、0.05mol/L,则SO3的浓度减少量为0.1ml/L,故平衡时SO3的浓度为0.2mol/L-0.1ml/L=0.1mol/L,故平衡常数k==0.74; 故答案为:0.74; (3)SO2的转化率为80%,则参加反应的SO2为4mol×80%=3.2mol,故参加反应的O2为3.2mol×=1.6mol,故v(O2)==0.08mol/(L•min); 计算SO2、O2的起始浓度分别为2mol/L、1mol/L,SO2的浓度变化量为=1.6mol/L,则: 2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) 开始(mol/L):2 1 0 变化(mol/L):1.6 0.8 1.6 平衡(mol/L):0.4 0.2 1.6 故该温度下平衡常数k==80, 故答案为:0.08mol/(L•min);80. |
举一反三
在2L密闭容器中,加入X和Y各4mol,一定条件下发生化学反应:2X(g)+2Y(g) Z(g)+2W(g)△H<0,反应进行到5s时测得X的转化率为25%,10s后达到化学平衡,测得Z的浓度为0.5mol/L,则下列说法正确的是( )A.5s内平均反应速率为υ(Y)=0.2 mol/( L•s) | B.该反应的平衡常数数值为0.5 | C.保持容积体积不变,向容器中通入惰性气体可提高反应物的转化率 | D.升高温度,当测得容器中密度不变时,表示该反应已经达到平衡状态 |
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在某一容积为2L的密闭容器内,加入0.2mol的CO和0.2mol的H2O,在催化剂存在的条件下高温加热,发生如下反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g);△H=a kJ/mol(a>0)反应达到平衡后,测得c(CO):c(CO2)=3:2.下列说法正确的是( )A.反应放出的热量为0.2akJ | B.平衡时H2O的转化率为40% | C.若升高温度,v(正)加快,v(逆)减慢,平衡正向移动 | D.若将容器的体积压缩为1 L,有利于该反应平衡正向移动 |
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PCl3和PCl5都是重要的化工原料.将PCl3(g) 和Cl2(g)充入体积不变的2L密闭容器中,在一定条件下发生下述反应,并于10min时达到平衡:PCl3(g)+Cl2(g)⇌PCl5(g),有关数据如下:
| PCl3(g) | Cl2(g) | PCl5(g) | 初始浓度(mol/L) | 2.0 | 1.0 | 0 | 平衡浓度(mol/L) | c1 | c2 | 0.4 | 相同温度下,体积均为0.25L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应:X2(g)+3Y2(g)⇌2XY3(g)△H=-92.6kJ•mol-1 实验测得反应在起始、达到平衡时的有关数据如下表所示:
容器 编号 | 起始时各物质物质的量/mol | 达平衡时体系能量的变化 | X2 | Y2 | XY3 | ① | 1 | 3 | 0 | 放热 23.15kJ | ② | 0.6 | 1.8 | 0.8 | Q(Q>0) | X、Y、Z三种气体,取X和Y按1:1的物质的量之比混合,放入密闭容器中发生如下反应:X+2Y⇌2Z,达到平衡后,测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3:2,则Y的转化率最接近于( ) |
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