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5.在一定温度下,将气体X和气体Y各0.16mol充入10L 恒容密闭容器中,发生反应:X(g)+Y(g)═2Z(g)△H<0,一段时间后达到平衡.反应过程中测定的数据如下表:下列说法正确的是(  )
t/min2479
n(Y)/mol0.120.110.100.10
A.反应前2min的平均速率ν(Z)=2.0×10-5 mol/(L•min)
B.4min时,ν(逆)>ν(正)
C.该温度下,此反应的平衡常数K=1.44
D.7min时,反应还未达到平衡状态

分析 A、2min内Y物质的量变化为0.16mol-0.12mol=0.04mol,求出Z的物质的量变化,根据v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$计算v(Z);
B、根据4min时的浓度变化分析,反应进行到7minY的物质的量减小,说明反应正向进行;
C、由表中数据可知7min时,反应到达平衡,根据平衡时Y的物质的量,利用三段式计算平衡时其它组分的物质的量,由于反应气体氢气的化学计量数相等,用物质的量代替浓度代入平衡常数表达式计算;
D、数据分析可知7min,到9min,Y的物质的量不变,说明此时反应已达到平衡状态.

解答 解:A、由表中数据可求得2min内Y物质的量变化为0.16mol-0.12mol=0.04mol,则前2min内生成Z为0.08mol,故v(Z)=$\frac{\frac{0.08mol}{10L}}{2min}$=4×10-3mol/(L•min),故A错误;
B、4min时,n(Y)=0.11mol,7min时n(Y)=0.10mol,是说明随时间增长,Y的物质的量减小,说明反应正向进行,ν(逆)<ν(正),故B错误;
C、由表中数据可知7min时,反应到达平衡,Y的物质的量为0.10mol,此时X的物质的量也为0.10mol,Z的物质的量也为0.12mol,X、Y、Z的物质的量浓度分别为:0.01mol•L-1、0.01mol•L-1、0.012mol•L-1,故平衡常数K=$\frac{{c}^{2}(Z)}{c(X)c(Y)}$=$\frac{0.01{2}^{2}}{0.01×0.01}$=1.44,故C正确;
D、数据分析可知7min到9min,Y的物质的量不变,说明7min时,反应已达到平衡状态,故D错误.
故选C.

点评 本题考查化学反应速率、化学平衡常数、化学平衡的影响因素等,难度中等,注意C选项中对化学平衡常数的理解.

练习册系列答案
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10.甲醇是重要的燃料,有广阔的应用前景:工业上一般以CO和为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H1=-116kJ•mol-1
(1)下列措施中有利于增大该反应的反应速率且利于反应正向进行的是C.
a.随时将CH3OH与反应混合物分离
b.降低反应温度
c.增大体系压强
d.使用高效催化剂
(2)已知:CO(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═CO2(g0△H2=-283kJ•mol-1
H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(g0△H3=-242kJ•mol-1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO2和水蒸气时的热化学方程式为CH3OH(g)+$\frac{3}{2}$O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-651kJ•mol-1
(3)在容积为2L的恒容容器中,分别研究在三种不同温度下合成甲醇,右图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为2mol)与CO平衡转化率的关系.请回答:
①在图中三条曲线,对应的温度由高到低的顺序是Z>Y>X
②利用a点对应的数据,计算出曲线Z在对应温度下CH3OH(g)?CO(g)+2H2(g)的平衡常数:K=0.25;
(4)恒温下,分别将1molCO和2molH2置于恒容容器I和恒压容器Ⅱ中(两容器起始容积相同),充分反应.
①达到平衡所需时间是I>Ⅱ(填“>”、“<”或“=”,下同).达到平衡后,两容器中CH3OH的体积分数关系是I<Ⅱ.
②平衡时,测得容器工中的压强减小了30%,则该容器中CO的转化率为45%.

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