(9分)工業(yè)上以黃鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸,其中重要的一步是催化氧化(生產(chǎn)中保持恒溫恒容條件):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.6 kJ·mol-1
(1)生產(chǎn)中為提高反應速率和SO2的轉化率,下列措施可行的是 。
A.向裝置中充入O2 B.升高溫度
C.向裝置中充入N2 D.向裝置中充入過量的SO2
(2)恒溫恒壓,通入3mol SO2和2mol O2 及固體催化劑,平衡時容器內氣體體積為起始時的90%。保持同一反應溫度,在相同容器中,將起始物質的量改為 5mol SO2(g)、3.5 mol O2(g)、1mol SO3(g),下列說法正確的是
A.第一次平衡時反應放出的熱量為294.9kJ
B.兩次平衡SO2的轉化率相等
C.兩次平衡時的O2體積分數(shù)相等
D.第二次平衡時SO3的體積分數(shù)等于2/9
(3)500 ℃時將10 mol SO2和5.0 mol O2置于體積為1L的恒容密閉容器中,SO2轉化為SO3的平衡轉化率為0.95。則500℃時的平衡常數(shù)K= 。
(4)550 ℃,A、B表示不同壓強下的平衡轉化率(如圖),通常工業(yè)生產(chǎn)中采用常壓的原因是 ,
并比較不同壓強下的平衡常數(shù):K(0.10 MPa) K(1.0 MPa)。
(1)A(2分) (2)CD(2分) (3)1.444x103(2分) 常壓下400~500°C,SO2轉化率已經(jīng)很高了,加壓必須增大投資以解決增加設備和提供能量問題(2分) =(1分)
解析試題分析:(1)充入氧氣,則增大氧氣的濃度,所以既能增大反應速率,也能提高SO2的轉化率,A正確;正反應是放熱反應,升高溫度平衡向逆反應方向移動,轉化率降低,B不正確;向裝置中充入N2,壓強增大,但濃度不變,平衡不移動,C不正確;向裝置中充入過量的SO2,反應速率增大,但SO2的轉化率降低,D不正確,答案選A。
(2)設第一次平衡時生成SO3是x,則消耗SO2和氧氣的物質的量分別是x和0.5x,因此剩余SO2和氧氣的物質的量分別是(3mol-x)、(2mol-0.5x)。所以有,解得x=1mol。因此放出的熱量是196.6 kJ·mol-1×0.5mol=98.3kJ,A不正確;SO3的體積分數(shù)是
。根據(jù)方程式可知,5mol SO2(g)、3.5 mol O2(g)、1mol SO3(g)相當于是6mol SO2(g)、4 mol O2(g)。由于是保持恒溫恒壓的,因此平衡是等效的,所以平衡時SO3的物質的量是2mol,即反應中消耗1molSO2,因此選項B不正確,C和D都是正確的,答案選CD。
(3) 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
起始濃度(mol/L) 10 5 0
轉化濃度(mol/L) 9.5 4.75 9.5
平衡濃度(mol/L) 0.5 0.25 9.5
所以該穩(wěn)定性平衡常數(shù)K=
(4)根據(jù)圖像可知,由于常壓下400~500°C,SO2轉化率已經(jīng)很高了,加壓轉化率提高的幅度不大,但加壓必須增大投資以解決增加設備和提供能量問題,顯然是互經(jīng)濟的。平衡常數(shù)只與溫度有關系,所以改變壓強,平衡常數(shù)是不變的。
考點:考查外界條件對平衡狀態(tài)的影響、可逆反應的有關計算、平衡常數(shù)的有關計算和判斷等
點評:該題的難點在于等效平衡的判斷上。所謂等效平衡是指外界條件相同時,同一可逆反應只要起始濃度相當,無論經(jīng)過何種途徑,都可以達到相同的平衡狀態(tài)。等效平衡的判斷及處理一般步驟是:進行等效轉化——邊倒法,即按照反應方程式的計量數(shù)之比轉化到同一邊的量,與題干所給起始投料情況比較。等效平衡一般有三種類型:I類:恒溫恒容下對于反應前后氣體體積發(fā)生變化的反應來說(即△n≠0的體系):等效轉化后,對應各物質起始投料的物質的量與原平衡起始態(tài)相同。II類:恒溫恒容下對于反應前后氣體體積沒有變化的反應來說(即△n=0的體系):等效轉化后,只要反應物(或生成物)的物質的量的比例與原平衡起始態(tài)相同,兩平衡等效。III類:恒溫恒壓下對于氣體體系等效轉化后,要反應物(或生成物)的物質的量的比例與原平衡起始態(tài)相同,兩平衡等效。解答該類型試題的關鍵是分清類別,用相應的方法求解即可。
科目:高中化學 來源:2014屆四川省高二“零診”考試化學試卷(解析版) 題型:填空題
(9分)工業(yè)上以黃鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸,其中重要的一步是催化氧化(生產(chǎn)中保持恒溫恒容條件):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
△H=-196.6 kJ·mol-1
(1)生產(chǎn)中為提高反應速率和SO2的轉化率,下列措施可行的是 。
A.向裝置中充入O2 B.升高溫度
C.向裝置中充入N2 D.向裝置中充入過量的SO2
(2)恒溫恒壓,通入3mol SO2 和2mol O2 及固體催化劑,平衡時容器內氣體體積為起始時的90%。保持同一反應溫度,在相同容器中,將起始物質的量改為 5mol SO2(g)、3.5 mol O2(g)、1mol SO3(g),下列說法正確的是
A.第一次平衡時反應放出的熱量為294.9kJ
B.兩次平衡SO2的轉化率相等
C.兩次平衡時的O2體積分數(shù)相等
D.第二次平衡時SO3的體積分數(shù)等于2/9
(3)500 ℃時將10 mol SO2和5.0 mol O2置于體積為1L的恒容密閉容器中,SO2轉化為SO3的平衡轉化率為0.95。則500℃時的平衡常數(shù)K= 。
(4)550 ℃,A、B表示不同壓強下的平衡轉化率(如圖),通常工業(yè)生產(chǎn)中采用常壓的原因是 ,
并比較不同壓強下的平衡常數(shù):K(0.10 MPa) K(1.0 MPa)。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源:浙江省模擬題 題型:填空題
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
(9分)
工業(yè)上以黃鐵礦(主要成分FeS2)為原料生產(chǎn)硫酸,其中重要的一步是催化氧化:
(1)生產(chǎn)中為提高反應速率和SO2的轉化率,可采取的措施是 (填字母)。
A.向裝置中充入N2 B.向裝置中充入過量的Q2
C.使用高效催化劑 D.降低反應的溫度
(2)在一密閉容器中充入amolSO2和一定量O2,當放出393.2kJ熱量時,a的數(shù)值為 。
A. 4 B.<4 C.>4 D.無法判斷
(3)判斷在固定容積的密閉容器中達到平衡的標志是 。
①氣體的密度不再變化 ②SO3的濃度不再變化
③氣體的壓強不再變化 ④反應混合物的物質的量不再變化
⑤SO2的轉化率不再變化 ⑥氣體的溫度不再變化
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
工業(yè)上以黃鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸,其中重要的一步是催化氧化(生產(chǎn)中保持恒溫恒容條件):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.6 kJ·mol-1
(1)生產(chǎn)中為提高反應速率和SO2的轉化率,下列措施可行的是 。
A.向裝置中充入O2 B.升高溫度
C.向裝置中充入N2 D.向裝置中充入過量的SO2
(2)恒溫恒壓,通入3mol SO2 和2mol O2 及固體催化劑,平衡時容器內氣體體積為起始時的90%。保持同一反應溫度,在相同容器中,將起始物質的量改為 5mol SO2(g)、3.5 mol O2(g)、1mol SO3(g),下列說法正確的是
A.第一次平衡時反應放出的熱量為294.9kJ
B.兩次平衡SO2的轉化率相等 C.兩次平衡時的O2體積分數(shù)相等
D.第二次平衡時SO3的體積分數(shù)等于2/9
(3)500 ℃時將10 mol SO2和5.0 mol O2置于體積為1L的恒容密閉容器中,SO2轉化為SO3的平衡轉化率為0.95。則500℃時的平衡常數(shù)K= 。
(4)550 ℃,A、B表示不同壓強下的平衡轉化率(如圖),
通常工業(yè)生產(chǎn)中采用常壓的原因是 ,
并比較不同壓強下的平衡常數(shù):K(0.10 MPa) K(1.0 MPa)。
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com