2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g);△H=-196.6kJ/mol.在一定溫度下,向一個(gè)容積不變的容器中,通入3mol SO2和2mol O2及固體催化劑,使之反應(yīng).平衡時(shí)容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)為起始時(shí)的90%.此時(shí)
(1)加入3mol SO2和2mol O2發(fā)生反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí),放出的熱量為
98.3kJ
98.3kJ

(2)保持同一反應(yīng)溫度,在相同的容器中,將起始物質(zhì)的量改為amol SO2、bmol O2、cmol SO3(g)及固體催化劑,欲使起始時(shí)反應(yīng)表現(xiàn)為向正反應(yīng)方向進(jìn)行,且平衡時(shí)SO3的體積分?jǐn)?shù)為2/9,a的取值范圍是
2<a≤3
2<a≤3

(3)保持同一反應(yīng)溫度,在相同的容器中,將起始物質(zhì)的量改為3mol SO2、6mol O2、3mol SO3(g)及固體催化劑,則平衡
移動(dòng).(填“正向、不、逆向或 無法確定是否)
分析:(1)根據(jù)壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比計(jì)算平衡時(shí)混合氣體總的物質(zhì)的量,再利用差量法計(jì)算參加反應(yīng)的二氧化硫的物質(zhì)的量,結(jié)合熱化學(xué)方程式計(jì)算放出的熱量;
(2)根據(jù)(1)計(jì)算可知,原平衡時(shí)SO3的體積分?jǐn)?shù)為
1mol
4.5mol
=
2
9
,將起始物質(zhì)的量改為amol SO2、bmol O2、cmol SO3(g)及固體催化劑,平衡時(shí)SO3的體積分?jǐn)?shù)為
2
9
,則與原平衡為等效平衡,計(jì)算原平衡時(shí)二氧化硫的物質(zhì)的量,欲使起始時(shí)反應(yīng)表現(xiàn)為向正反應(yīng)方向進(jìn)行,則a應(yīng)大于原平衡狀態(tài)時(shí)二氧化硫的物質(zhì)的量,結(jié)合極限法判斷;
(3)假定體積為VL,利用三段式計(jì)算原平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量,進(jìn)而計(jì)算平衡常數(shù),將起始物質(zhì)的量改為3mol SO2、6mol O2、3mol SO3(g)及固體催化劑,計(jì)算此時(shí)的濃度商,與平衡常數(shù)比較判斷反應(yīng)進(jìn)行方向.
解答:解:(1)由題意氣體壓強(qiáng)為起使時(shí)的90%,則反應(yīng)后總的物質(zhì)的量為起使時(shí)的90%,平衡時(shí)總物質(zhì)的量為(3mol+2mol)×90%=4.5mol,則平衡時(shí)各組成物質(zhì)的量變化為:
  2SO2+O2?2SO3 物質(zhì)的量減少△n
  2    1    2              1
1mol  0.5mol 1mol  (3mol+2mol)-4.5mol=0.5mol
此時(shí)放出的熱量為196.6KJ×
0.5mol
1mol
=98.3KJ,
故答案為:98.3;
(2)原平衡時(shí)SO3的體積分?jǐn)?shù)為
1mol
4.5mol
=
2
9
,將起始物質(zhì)的量改為amol SO2、bmol O2、cmol SO3(g)及固體催化劑,平衡時(shí)SO3的體積分?jǐn)?shù)為
2
9
,則與原平衡為等效平衡,則a+c=3  b+0.5c=2,由(1)計(jì)算可知,平衡時(shí)二氧化硫的物質(zhì)的量為3mol-1mol=2mol,欲使起始時(shí)反應(yīng)表現(xiàn)為向正反應(yīng)方向進(jìn)行,則2<a≤3,
故答案為:2<a≤3;
(3)由題意氣體壓強(qiáng)為起使時(shí)的90%,則反應(yīng)后總的物質(zhì)的量為起使時(shí)的90%,平衡時(shí)總物質(zhì)的量為(3mol+2mol)×90%=4.5mol,則平衡時(shí)各組成物質(zhì)的量變化為:
           2SO2+O2?2SO3
開始(mol):3    2   0
變化(mol):1   0.5  1
平衡(mol):2   1.5  1
假定體積為VL,則k=
(
1
V
)2
(
2
V
)2×
1.5
V
=
V
6
,將起始物質(zhì)的量改為3mol SO2、6mol O2、3mol SO3(g)及固體催化劑,此時(shí)的濃度商Qc=
(
3
V
)2
(
3
V
)2×
6
V
=
V
6
,等于平衡常數(shù),處于平衡狀態(tài),平衡不移動(dòng),
故答案為:不.
點(diǎn)評(píng):本題為化學(xué)平衡和反應(yīng)熱綜合試題,試題難度較大,(3)中反應(yīng)進(jìn)行方向判斷為易錯(cuò)點(diǎn)、難點(diǎn),注意掌握化學(xué)平衡常數(shù)的運(yùn)用.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

在恒溫恒容的密閉容器中,對(duì)可逆反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),下列判斷不正確的是(  )

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

(2009?丹東模擬)請(qǐng)根據(jù)工業(yè)制硫酸的有關(guān)知識(shí)回答下列問題:
(1)黃鐵礦在沸騰爐中反應(yīng)的化學(xué)方程式為
4FeS2+11O2
 高溫 
.
 
2Fe2O3+8SO2
4FeS2+11O2
 高溫 
.
 
2Fe2O3+8SO2
;
(2)在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中,為了有利于SO2的轉(zhuǎn)化,且能充分利用熱能,采用了中間有熱交換器的接觸室(見圖).按此密閉體系中氣體的流向,則在R處流出的氣體中除N2外的主要組成為
C
C
(填序號(hào));
A.SO2
B.SO2、SO3
C.SO2、O2
D.SO2、O2、SO3
(3)接觸法制硫酸過程中,反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)
催化劑
.
2SO3(g)△H<0.則下列有關(guān)圖象正確的是
AB
AB
(注:T2>T1、P2>P1,填序號(hào));

(4)下圖是工業(yè)制硫酸尾氣的綜合利用,氣體M回收后可進(jìn)入接觸室循環(huán)生產(chǎn),請(qǐng)根據(jù)圖示判斷X是(填名稱)
氨水
氨水
,寫出Y與硫酸反應(yīng)生成M的化學(xué)方程式
(NH42SO3+H2SO4═(NH42SO4+H2O+SO2
(NH42SO3+H2SO4═(NH42SO4+H2O+SO2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

對(duì)于密閉容器中進(jìn)行的可逆反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),下列能判斷該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是(  )

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

某化學(xué)興趣小組的同學(xué)為模擬工業(yè)制造硫酸的生產(chǎn)過程,設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置,請(qǐng)根據(jù)圖回答問題:

(1)裝置A用來制取氧氣,寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式
2H2O2
 MnO2 
.
 
2H2O+O2↑或2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2
2H2O2
 MnO2 
.
 
2H2O+O2↑或2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2
;
(2)燃燒爐內(nèi)放一定量黃鐵礦粉末,在高溫條件下和A裝置制出的氧氣充分反應(yīng),其化學(xué)方程式為
4FeS2+11O2
 高溫 
.
 
2Fe2O3+8SO2
4FeS2+11O2
 高溫 
.
 
2Fe2O3+8SO2
;現(xiàn)有含F(xiàn)eS260%的黃鐵礦100t,如果在煅燒的過程中,S損失了18%,則可生產(chǎn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的硫酸
82t
82t
噸.
(3)C裝置為凈化裝置,若無該裝置,將混合氣體直接通入D裝置,除對(duì)設(shè)備有腐蝕外,還會(huì)造成的后果是
催化劑中毒
催化劑中毒
;
(4)工業(yè)上利用2SO2(g)+O2(g)═2SO3(g)反應(yīng)制備SO3,下表是在一定條件下測(cè)定的SO2的轉(zhuǎn)化率,根據(jù)表格中提供的數(shù)據(jù),請(qǐng)選擇工業(yè)利用該反應(yīng)制備SO3的溫度與壓強(qiáng)
常壓、400℃~500℃
常壓、400℃~500℃

壓強(qiáng)/Mpa
轉(zhuǎn)化率
溫度/℃
0.1 0.5 1 10
400 99.2 99.6 99.7 99.9
500 93.5 96.9 97.8 99.3
600 73.7 85.8 89.5 96.4
(5)為檢驗(yàn)從接觸室出來的氣體成分,甲同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn):
①A中盛放的試劑是
BaCl2溶液
BaCl2溶液
;
②B中盛放98.3%濃硫酸的作用是
除SO3氣體
除SO3氣體
,乙同學(xué)提出可用飽和NaHSO3溶液代替98.3%的濃硫酸,請(qǐng)你判斷乙同學(xué)的方案
不可行
不可行
 (填“可行”或“不可行”),說明理由
SO3與NaHSO3反應(yīng)生成SO2,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾
SO3與NaHSO3反應(yīng)生成SO2,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾
;
③C中盛放的試劑是
酸性KMnO4溶液或溴水
酸性KMnO4溶液或溴水
,其作用是
檢驗(yàn)并吸收SO2
檢驗(yàn)并吸收SO2
;
(6)在硫酸工業(yè)的尾氣中,SO2是主要大氣污染物,必須進(jìn)行凈化處理,處理方法可采用過量氨氣吸收,反應(yīng)的離子方程式是
SO2+2NH3?H2O=SO32-+2NH4+
SO2+2NH3?H2O=SO32-+2NH4+

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

T℃,向5.0L恒容密閉容器中充入1.0molSO3氣體,發(fā)生反應(yīng):2SO3(g)?2SO2(g)+O2(g)△H=+196kJ/mol,一段時(shí)間后達(dá)到平衡,測(cè)得此過程中從外界共吸收了19.6kJ的熱量.當(dāng)溫度度不變時(shí),改變某一條件,下列結(jié)論正確的是( 。
條件改變 結(jié)論
A 平衡后向容器中充入1.0molHe 平衡逆向移動(dòng),化學(xué)平衡常數(shù)減小
B 起始時(shí)向容器中充入1.0molSO2和0.50molO2 達(dá)到平衡時(shí)共放出78.4kJ的熱量
C 起始時(shí)向容器中充入2.0molSO3、0.50mol SO2和0.25mol O2 反應(yīng)達(dá)到平衡前v(正)>v(逆)
D 起始時(shí)向容器中充入0.025molSO2和0.0125molO2 達(dá)到平衡時(shí),SO2的轉(zhuǎn)化率為50.0%

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同步練習(xí)冊(cè)答案