组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 化学反应速率与化学平衡 > 化学平衡 > 化学平衡的移动及其影响因素
题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:189 题号:5756572
利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤。
已知:SO2 (g)+1/2O2(g)⇌SO3(g)     △H=-98 kJ/mol。
(1)某温度下该反应的平衡常数K=10/3,若在此温度下,向100 L的恒容密闭容器中,充入4.0mol SO2 (g)、9.0 mol O2(g)和4.0 mol SO3(g),则反应开始时v(正)_______ v(逆)(填“<”、 “>”或“=”)。
(2)一定温度下,向一带活塞的体积为2L的密闭容器中充入2.0 mol SO2和1.0molO2,达到平衡后体积变为1.6 L,则SO2的平衡转化率为_______
(3)在(2)中的反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2 (g)平衡浓度比原平减小的是_______(填字母)。
A.保持温度和容器体积不变,充入1.0mol O2               B.降低温度
C.保持温度和容器内压强不变,充入1.0 molSO3          D.移动活塞压缩气体
(4)用下图装置可以进行测定SO2转化成SO3的转化率的实验。已知SO3的熔点是16.8℃,沸点是445.8℃。已知发生装置中所涉及反应的化学方程式为Na2SO3(s)+H2SO4(98%)Na2SO4+H2O+SO2↑。

①根据实验需要,应该在I、II、Ⅲ处连接合适的装置。请从下图A--E装置中选择最适合装置并将其序号填入下面的空格中。I、II、Ⅲ处连接的装置分别是_______

②从乙处均匀通入O2,为使SO2有较高的转化率,实验中在加热催化剂与滴加浓硫酸的顺序中,应采取的操作是_______
③通过测量装置_______的增重来计算SO2的转化率。
④将SO2通入含1.5 mol氯酸的溶液中,可生成一种强酸和一种氧化物,若有1.5×6.02×l023个电子转移时,该反应的化学方程式为_______

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【推荐1】将CO2转化为高价值化学品或低碳燃料是一种有前景的碳中和途径,这一过程中催化剂扮演着非常重要的角色。
(1)一定条件下,Pd-MgO催化剂可使CO2甲烷化,其反应机理如图所示,该反应的化学方程式为_______,反应过程中中间体MgOCH2碳元素的化合价为_______

(2)在两种不同的Ni催化剂条件下反应相同时间,测得CO2转化率和生成CH4选择性随温度的变化如图甲、乙所示:

对比上述两种催化剂的催化性能,工业上应选择的催化剂是_______
(3)恒温、恒容密闭容器中加入CO2、H2,其分压分别为15kPa、50kPa,加入某催化剂使其发生CO2甲烷化反应,研究表明CH4的反应速率v(CH4)=2×10-6p(CO2)·p4(H2)kPa/s,某时刻测得H2O(g)的分压为20 kPa,则该时刻v(CH4)=_______ kPa/s。
(4)CO2甲烷化反应中易发生副反应生成CO,CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+41kJ/mol。不同条件下,按照n(CO2):n(H2)=1:4投料同时发生CO2甲烷化反应和副反应,CO2的平衡转化率如图所示。

①CO2甲烷化反应的△H_______0(填“>”“<"或“=”)。
②压强p1、p2、p3由大到小的顺序是_______。压强为p2时,随着温度升高,CO2平衡转化率先减小后增大的原因是_______
③580℃,压强为p2条件下,CH4的选择性为80%[CH4选择性=×100%],则该温度下,反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的平衡常数K=_______
2024-01-16更新 | 143次组卷
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【推荐2】“一带一路”将为中国化工企业开辟新的国际市场,其中,能源、资源整合和环境治理是保驾护航的基础。
(1)下面是不同过程的热化学方程式,请写出FeO(s)被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式_________________
已知:Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g)       ΔH1=-25 kJ·mol-1

3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g)     ΔH2=-47 kJ·mol-1

Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g)     ΔH3=+19 kJ·mol-1


(2)贵金属的冶炼中往往会产生有毒气体,先进技术使用NaBH4为诱导剂,可使Co2+与肼(N2H4)在碱性条件下发生反应,制得高纯度纳米钴,该过程不产生有毒气体。
        ①写出该反应的离子方程式:___________________

②在纳米钴的催化作用下,肼可以发生分解反应3N2H4 (g)N2(g)+4NH3(g)

保持温度不变,向容积固定的容器中充入一定量的肼,下列描述能够说明体系处于平衡状态的是_________________

a.容器内压强不随时间改变

b.单位时间内生成amol N2的同时,生成4molNH3

c. N2H4 和NH3的物质的量之比保持不变的状态

d.混合气体的平均摩尔质量保持不变的状态

若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如下图所示,其中曲线b表示的是________(物质的化学式)的体积分数随温度的变化情况,为抑制肼的分解,可采取的合理措施有___________________(任写一种)。


(3)大气污染气的主要成分是SO2和NO2。利用下图所示装置(电极均为惰性电极)可以吸收SO2,还可以用阴极排出的溶液吸收NO2


a极为 _________(填“阴”“阳”) b极的电极反应式为__________________。简述该装置能吸收SO2的原理:_____________________
2017-04-05更新 | 411次组卷
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【推荐3】“绿水青山就是金山银山”,因此研究NOx、SO2等大气污染物的妥善处理具有重要意义。
(1)亚硝酰氯(Cl—N=O)气体是有机合成的重要试剂,它可由Cl2和NO在通常条件下反应制得,该反应的热化学方程式为__
相关化学键的键能如下表所示:
化学键Cl—ClNO(NO气体)Cl—NN=O
键能/(kJ·mol-1)243630200607

(2)燃煤发电厂常利用反应2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)2CaSO4(s)+2CO2(g) ΔH=-681.8kJ·mol-1,对煤进行脱硫处理来减少SO2的排放。对于该反应,在T℃时,借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下:
时间/min
浓度/mol·L-1
01020304050
O21.000.790.600.600.640.64
CO200.420.800.800.880.88

①0~10min内,平均反应速率v(CO2)=___mol·L-1·min-1;当升高温度,该反应的平衡常数K__(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡。根据上表中的数据判断,改变的条件可能是__(填字母)。
A.加入一定量的粉状碳酸钙
B.适当缩小容器的体积
C.通入一定量的O2
D.加入合适的催化剂
(3)NOx的排放主要来自于汽车尾气,有人利用反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH=-34.0kJ·mol-1,用活性炭对NO进行吸附。已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体,保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图所示:

由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大,其原因为__
②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1050K、1.1×106Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=__[已知:气体分压(P)=气体总压(Pa)×体积分数]
(4)为避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染,需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中CO和NO发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.8kJ·mol-1,生成无毒的N2和CO2实验测得,v=kc2(NO)·c2(CO),v=kc(N2) c2(CO2)(k、k为速率常数,只与温度有关)。
①达到平衡后,仅降低温度,k减小的倍数_(填“>”、“<”或“=”)k减小的倍数。
②若在1L的密闭容器中充入1molCO和1molNO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为20%,则=__(计算结果用分数表示)
2020-06-12更新 | 232次组卷
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