题目内容

一定温度下,在固定容积的密闭容器中,可逆反应:mA(气)+nB(气)?pC(气)+qD(气),当m、n、p、q为任意正整数时,下列状态:
①体系的压强不再发生变化;
②生成m molA 同时消耗q mol的D;
③各组分的物质的量浓度不再改变;
④体系的密度不再发生变化;
⑤反应速率vA:vB:vC:vD=m:n:p:q;
⑥各组分的质量分数不再改变;
⑦反应混合物中各物质的物质的量之比为m:n:p:q.
其中,一定能说明反应已达到平衡状态的是(  )
分析:反应到达平衡状态时,正逆反应速率相等,平衡时各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,由此进行判断.
解答:解:①如果该反应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应,则体系的压强始终不变,所以不能根据压强判断反应是否达到平衡状态,故错误;
②无论该反应是否达到平衡状态,只要生成m molA 同时就消耗q mol的D,所以不能据此判断该反应是否达到平衡状态,故错误;
③各组分的物质的量浓度不再改变,该反应达到平衡状态,故正确;
④反应前后混合气体的质量不变,容器的体积不变,所以体系的密度始终不变,所以不能据此判断该反应是否达到平衡状态,故错误;
⑤当反应速率vA:vB:vC:vD=m:n:p:q,不能据此判断该反应是否达到平衡状态,故错误;
⑥当该反应达到平衡状态,各组分的质量分数不再改变,故正确;
⑦反应混合物中各物质的物质的量之比为m:n:p:q时,该反应不一定达到平衡状态,与反应物的初始物质的量和转化率有关,故错误;
故选D.
点评:本题考查了化学平衡状态的判断,注意把握化学平衡状态判断的角度,特别是正逆反应速率的关系,为易错点.
练习册系列答案
相关题目
研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义.
(1)已知石墨的标准燃烧热为y kJ?mol-1,1.2g石墨在1.68L(标准状况)氧气中燃烧,至反应物耗尽,放出x kJ热量.则石墨与氧气反应生成CO的热化学方程式为
C(s)+
1
2
O2(g)=CO(g)△H=-
(x-0.04y)
0.06
kJ?mol-1
C(s)+
1
2
O2(g)=CO(g)△H=-
(x-0.04y)
0.06
kJ?mol-1

(2)高温时,用CO还原MgSO4可制备高纯MgO.
①750℃时,测得气体中含等物质的量SO2和SO3,此时反应的化学方程式是
CO+2MgSO4
  △  
.
 
2MgO+CO2+SO2+SO3
CO+2MgSO4
  △  
.
 
2MgO+CO2+SO2+SO3

②由MgO可制成“镁-次氯酸盐”燃料电池,其装置示意图如图1,该电池反应的离子方程式为
Mg+ClO-+H2O=Cl-+Mg(OH)2
Mg+ClO-+H2O=Cl-+Mg(OH)2


(3)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H
①该反应的平衡常数表达式为K=
C(CH3OH)C(H2O)
C(CO2)C3(H2)
C(CH3OH)C(H2O)
C(CO2)C3(H2)

②取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1:3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图2所示,则上述CO2转化为甲醇反应的
△H
(填“>”“<”或“=”)0.
③在两种不同条件下发生反应,测得CH3OH的物质的量随时间变化如图3所示,曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K
K(填“>”“<”或“=”).
④一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式投入反应物,一段时间后达到平衡.
容  器
反应物
投入量
1molCO2
3molH2
a molCO2、b molH2
c molCH3OH(g)、c molH2O(g)
若甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍,要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持反应逆向进行,则c的取值范围为
0.4<n(c)≤1mol
0.4<n(c)≤1mol

研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义.
(1)将CO2与焦炭作用生成CO,CO可用于炼铁等.
①已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJ?mol-1
C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJ?mol-1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5KJ/mol
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5KJ/mol

②已知Fe与CO可形成五羰基铁[Fe(CO)5],该化合物相当活泼,易于吸收H2生成氢化羰基铁.氢化羰基铁为二元弱酸,可与NaOH反应生成四羰基铁酸二钠.
试写出五羰基铁吸收H2的反应方程式
Fe(CO)5+H2=H2Fe(CO)4+CO
Fe(CO)5+H2=H2Fe(CO)4+CO

③利用燃烧反应可设计成CO-O2燃料电池(以KOH溶液为电解液),写出该电池的负极反应式
CO+4OH--2e-=CO32-+2H2O
CO+4OH--2e-=CO32-+2H2O

(2)某实验将CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,在两种不同条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ?mol-1
测得CH3OH的物质的量随时间变化如图所示,回答问题:
①该反应的平衡常数表达式为
c(CH3OH)c(H2O)
c(CO2)c3(H2)
c(CH3OH)c(H2O)
c(CO2)c3(H2)

②曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K
大于
大于
K(填“大于”、“等于”或“小于”).
③一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡.
容  器
反应物投入量 1molCO2、3molH2 a molCO2、b molH2
c molCH3OH(g)、c molH2O(g)
若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍,要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则c的取值范围为
0.4<c≤1
0.4<c≤1

(14分)研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
(1)已知石墨的标准燃烧热为y kJ·mol1,1.2g石墨在1.68L(标准状况)氧气中燃烧,至反应物耗尽,放出x kJ热量。则石墨与氧气反应生成CO的热化学方程式为     
(2)高温时,用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。
①750℃时,测得气体中含等物质的量SO2和SO3,此时反应的化学方程式是     
②由MgO可制成“镁—次氯酸盐”燃料电池,其装置示意图如图1,该电池反应的离子方程式为          。    
         
图1                 图2                 图3
(3)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:
CO2(g) +3H2(g)  CH3OH(g) +H2O(g) △H
①该反应的平衡常数表达式为K=            
②取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图2所示,则上述CO2转化为甲醇反应的ΔH         (填“>” “<”或“=”)0。
③在两种不同条件下发生反应,测得CH3OH的物质的量随时间变化如图3所示,曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K      K(填“>” “<”或“=”)。
④一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式投入反应物,一段时间后达到平衡。

容 器


反应物
投入量
1molCO2
3molH2
a molCO2、b molH2
c molCH3OH(g)、c molH2O(g)
 
若甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍,要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持反应逆向进行,则c的取值范围为        

(14分)研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
⑴  在一定体积的密闭容器中,进行化学反应: CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:

①该反应正向反应是          反应。(填“放热”或“吸热”)
②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是            

A.容器压强不变B.混合气体中c(CO2)不变
C.υ(H2)=υ(H2O)D.c(CO2)=c(CO)
③当其他条件不变时,若缩小容器的体积,该反应平衡      移动。(选填“正向”、“逆向”或“不”)
⑵工业上合成甲醇可在密闭容器中采用如下反应进行:
CO2(g) +3H2(g)  CH3OH(g) +H2O(g)   △H=-49.0 kJ·mol-1
①该反应的平衡常数表达式K                     
②某实验将1molCO2和3molH2充入一定体积的密闭容器中,在两种不同条件下发生反应(只有一种条件不同)。测得CH3OH的物质的量随时间变化如图所示:

曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K       K(选填“>”、“=”或“<”)。
③一定温度下,在容积2L且固定的两个密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡。
容 器


反应物投入量
1molCO2、3molH2
a molCO2、b molH2
c molCH3OH(g)、c molH2O(g)
经测定甲容器经过5min达到平衡,平衡时CO2的转化率为50%,甲容器中该反应在5min内的平均速率υ(H2)=              mol·L-1·min-1
要使平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则c的取值范围为                    

(10分)研究碳及其化合物的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。某学习小组查阅资料并进行相关探究,请帮忙完成以下探究。
(1)pC类似于pH,是指极稀溶液中的溶质浓度的常用对数的负值。如某溶液中某溶质的浓度为1×10-3 mol/L,则该溶液中该溶质的pC=-lg(1×10-3)=3。如图为25℃时H2CO3溶液的pC-pH图。请回答下列问题:(若离子浓度小于10-5mol/L,可认为该离子不存在)

①在同一溶液中,H2CO3、HCO3、CO32________(填“能”或“不能”)大量共存。
②H2CO3一级电离平衡常数的数值Ka1        
③人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系(H2CO3/HCO3)可以抵消少量酸或碱,维持pH7.4。当过量的酸进入血液中时,血液缓冲体系中的c(H+)/c(H2CO3)最终将        

A.变大B.变小C.基本不变D.无法判断
(2)高温时,用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。由MgO可制成“镁—次氯酸盐”燃料电池,其装置示意图如图,

该电池反应的离子方程式为                                
(3)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的热化学方程式为: CO2(g) +3H2(g)  CH3OH(g) +H2O(g)  △H ;
①取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图
所示,则上述CO2转化为甲醇反应热ΔH        0(填“>” “<”或“=”)。

②一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式投入反应物,一段时间后达到平衡。
容 器


反应物
投入量
1molCO2
3molH2
a molCO2、b molH2
c molCH3OH(g)、c molH2O(g)
若甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍,要使平衡后乙与甲中各物质浓度相同,且起始时维持反应逆向进行,则c的取值范围为               

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