【題目】硫酸是重要的化工原料,生產(chǎn)過(guò)程中SO2催化氧化生成SO3的化學(xué)反應(yīng)為:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。

(1)實(shí)驗(yàn)測(cè)得SO2反應(yīng)生成SO3的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)有關(guān),請(qǐng)根據(jù)下表信息,結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際,選擇最合適的生產(chǎn)條件是________。

壓強(qiáng)

SO2轉(zhuǎn)化率

溫度

1個(gè)大氣壓

5個(gè)大氣壓

10個(gè)大氣壓

15個(gè)大氣壓

400℃

0.9961

0.9972

0.9984

0.9988

500℃

0.9675

0.9767

0.9852

0.9894

600℃

0.8520

0.8897

0.9276

0.9468

(2)反應(yīng)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)達(dá)到平衡后,改變下列條件,能使SO2(g)平衡濃度比原來(lái)減小的是________(填字母)。

A.保持溫度和容器體積不變,充入1molO2(g)

B.保持溫度和容器體積不變,充入2mol SO3(g)

C.降低溫度

D.在其他條件不變時(shí),減小容器的容積

(3)某溫度下, SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(qiáng)(P)的關(guān)系如下圖所示。

2.0 molSO2和1.0mol O2置于10L密閉容器中,反應(yīng)達(dá)平衡后,體系總壓強(qiáng)為0.10 MPa。平衡狀態(tài)由A變到B時(shí),平衡常數(shù)K(A)_____K(B)(填“>”、“<”或“=”), B點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù)是______

(4)在一個(gè)固定容積為5L的密閉容器中充入0.20mol SO2和0.10molO2, t1時(shí)刻達(dá)到平衡,測(cè)得容器中含SO30.18mol。

①tl 時(shí)刻達(dá)到平衡后,改變一個(gè)條件使化學(xué)反應(yīng)速率發(fā)生如下圖所示的變化,則改變的條件是________。

A.體積不變,向容器中通入少量O2

B.體積不變,向容器中通入少量SO2

C.縮小容器體積

D.升高溫度

E.體積不變,向容器中通入少量氮?dú)?/span>

②若繼續(xù)通入0.20mol SO2和0.10molO2,則平衡________移動(dòng)(填“向正反應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向”或“不”) ,再次達(dá)到平衡后,n(SO3)的取值范圍是_____________

【答案】400℃和1個(gè)大氣壓 AC 800 C 向正反應(yīng)方向 0.36mol<n(SO3)< 0.4mol

【解析】

(1)因?yàn)镾O2與O2的反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以選擇的溫度為400℃,而1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很大,再增大壓強(qiáng),SO2的轉(zhuǎn)化率提高不大,但會(huì)增加生產(chǎn)成本,所以選擇1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,故答案為:400℃,1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓;

(2)A、保持溫度和容器體積不變,O2的濃度增大,平衡正向移動(dòng),SO2的濃度減小,所以A正確;

B、保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變,充入2mol SO3(g)相當(dāng)于充入2.0molSO2和5.0molO2,新的平衡與原平衡等效,SO2的濃度不變,所以B錯(cuò)誤;

C、降低溫度,平衡向放熱的方向移動(dòng),而正反應(yīng)為放熱,所以平衡正向移動(dòng),SO2的濃度減小,所以C正確;

D、在其他條件不變時(shí),減小容器的容積,SO2的濃度瞬間增大,之后平衡向氣體體積減少的方向移動(dòng),即向正反應(yīng)方向移動(dòng),SO2的濃度減小,再次到達(dá)平衡時(shí)SO2的濃度仍比原來(lái)大,所以D錯(cuò)誤。

故答案為:AC;

(3)平衡常數(shù)只受溫度的影響,溫度不變,則壓強(qiáng)改變,平衡狀態(tài)由A變到B時(shí),則K(A)=K(B),由圖象知,體系總壓強(qiáng)為0.10MPa時(shí)SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為0.8,則二氧化硫轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量=2.0mol×0.8=1.6mol,則依據(jù)題意建立如下三段式:

2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)

起始:2.0mol 1.0mo 0

轉(zhuǎn)化:1.6mol 0.8mol 1.6mol

平衡:0.4mol 0.2mol 1.6mol

則平衡時(shí)c(SO2)=0.04mol/L,c(O2)=0.02mol/L,c(SO3)=0.16mol/L,K(A)=K(B)=c2(SO3)/ c2(SO2)c(O2)=(0.16mol/L)2/(0.04mol/L)2×0.02mol/L=800,故答案為:=,800;

(4)①t1時(shí)刻達(dá)到平衡后,改變一個(gè)條件使化學(xué)反應(yīng)速度發(fā)生如圖所示的變化分析可知,改變條件正逆反應(yīng)速率都增大,且正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率。

A.體積不變,向容器中通入少量O2,此時(shí)刻正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率不變,隨反應(yīng)進(jìn)行正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率增大,最后達(dá)到新的平衡狀態(tài),圖象中逆反應(yīng)速率變化不符合,故A錯(cuò)誤;

B.體積不變,向容器中通入少量SO2,此時(shí)刻正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率不變,隨反應(yīng)進(jìn)行正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率增大,最后達(dá)到新的平衡狀態(tài),圖象中逆反應(yīng)速率變化不符合,故B錯(cuò)誤;

C.縮小容器體積,壓強(qiáng)增大,正逆反應(yīng)速率增大,正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),所以平衡正向進(jìn)行,圖象變化符合要求,故C正確;

D.正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向進(jìn)行,正逆反應(yīng)速率都增大,逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率,故D錯(cuò)誤;

E.體積不變,向容器中通入少量氮?dú),總壓增大,各氣體分壓不變,平衡不變,故E錯(cuò)誤;
故選C;

②當(dāng)生成0.18molSO3時(shí),參加反應(yīng)的氧氣的物質(zhì)的量為x,依據(jù)題意建立如下關(guān)系:

2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)

1 2

x 0.18mol

x=0.18mol×1/2=0.09mol,繼續(xù)通入0.20mol SO2和0.10mol O2,容器內(nèi)壓強(qiáng)增大,平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng),即向正反應(yīng)方向移動(dòng);假設(shè)平衡不移動(dòng),此時(shí)n(SO3)=0.18×2=0.36mol,假設(shè)0.40molSO2完全生成SO3,根據(jù)反應(yīng)方程式2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)可知,n(SO3)=0.4mol,所以再次達(dá)到平衡時(shí),0.36mol<n(SO3)<0.40mol,故答案為:向正反應(yīng)方向;0.36mol<n(SO3)<0.40mol。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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A. 制取氨氣,可選用②③

B. 分離 NaHCO3,可選用④⑤⑦

C. 制取 Na2CO3,可選用①②⑦⑧

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B. 若甲是具有刺激性氣味的氣體,則甲、乙具有相同的電子數(shù)

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(3)比較下列鹵化錫的熔點(diǎn)和沸點(diǎn),分析其變化規(guī)律及原因____________________________________

SnCl4

SnBr4

SnI4

熔點(diǎn)/

-33

31

144.5

沸點(diǎn)/

114.1

202

364

(4)汽車(chē)廢氣中常含有有毒的一氧化碳?xì)怏w,但在二氧化錫的催化下,在300 ℃時(shí),一氧化碳可大部分轉(zhuǎn)化為二氧化碳。C、O、Sn電負(fù)性由大至小的順序是__________________________________________。

(5)灰錫具有金剛石型結(jié)構(gòu),其中Sn原子的雜化方式為________,微粒之間存在的作用力是__________________________________。

(6)①原子坐標(biāo)參數(shù),表示晶胞內(nèi)部各原子的相對(duì)位置,如圖為灰錫的晶胞,其中原子坐標(biāo)參數(shù)A(0,0,0),B(1/2,0/1/2),則D(1/4,___ ,___ )。錫的配位數(shù)為________。

②已知灰錫的晶胞參數(shù)a=0.648 9 nm,其密度為______ g·cm3(NA6.02×1023 mol1,不必算出結(jié)果,寫(xiě)出簡(jiǎn)化后的計(jì)算式即可)。

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