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【题目】在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2 , 一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=﹣49.0kJ/mol
测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示.下列说法正确的是(

A.反应进行到3 min时,该反应达到平衡状态
B.从反应开始到平衡,CO2的转化率为25%
C.第3 min时,氢气的平均反应速率为1.5mol/(L?min)
D.该温度下,反应的平衡常数的值为

【答案】D
【解析】解:A、反应进行到3 min时,各物质的浓度仍在变化,该反应正逆反应不速率相等,没有达到平衡状态,故A错误;
B、平衡时甲醇为0.75mol/L、二氧化碳为0.25mol/L,则:

CO2(g)+

3H2(g)

CH3OH(g)+

H2O(g)

起始浓度(mol/L)

1

3

0

0

变化浓度(mol/L)

0.75

2.25

0.75

0.75

平衡浓度(mol/L)

0.25

0.75

0.75

0.75

从反应开始到平衡,CO2的转化率= =75%,故B错误;
C、第3 min二氧化碳的平均反应速率v= = mol/(Lmin),各个物质表示的速率之比等于系数之比来,所以氢气的平均反应速率是0.5mol/(Lmin),故C错误;
D、平衡时甲醇为0.75mol/L、二氧化碳为0.25mol/L,则:

CO2(g)+

3H2(g)

CH3OH(g)+

H2O(g)

起始浓度(mol/L)

1

3

0

0

变化浓度(mol/L)

0.75

2.25

0.75

0.75

平衡浓度(mol/L)

0.25

0.75

0.75

0.75

K= = = ,故D正确.
故选D.
【考点精析】本题主要考查了化学平衡状态本质及特征的相关知识点,需要掌握化学平衡状态的特征:“等”即 V正=V逆>0;“动”即是动态平衡,平衡时反应仍在进行;“定”即反应混合物中各组分百分含量不变;“变”即条件改变,平衡被打破,并在新的条件下建立新的化学平衡;与途径无关,外界条件不变,可逆反应无论是从正反应开始,还是从逆反应开始,都可建立同一平衡状态(等效)才能正确解答此题.

练习册系列答案
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【题目】某小组同学利用下图装置对电解氯化铜实验进行了研究。

装置

现象

电解一段时间时,阳极石墨表面产生气体,阴极石墨上附着红色物质,烧杯壁变热,溶液由蓝色变为绿色


(1)甲认为电解过程中阳极产生的是溶液变绿的原因,写出产生该物质的电极反应式:
(2)乙查阅资料,CuCl2溶液中存在平衡:Cu2+ + 4Cl [CuCl4]2_(黄色) ΔH>0。据此乙认为:电解过程中,[CuCl4]2_(黄色)浓度增大,与CuCl2蓝色溶液混合呈绿色。乙依据平衡移动原理推测在电解过程中[CuCl4]2_浓度增大的原因:
(3)丙改用下图装置,在相同条件下电解CuCl2溶液,对溶液变色现象继续探究。

装置

现象

电解相同时间时,阳极石墨表面产生气泡,溶液仍为蓝色;阴极石墨上附着红色物质,溶液由蓝色变为绿色;U型管变热,冷却后阴极附近溶液仍为绿色


丙通过对现象分析证实了甲和乙的观点均不是溶液变绿的主要原因。丙否定甲的依据是 , 否定乙的依据是
(4)丙继续查阅资料:
i. 电解CuCl2溶液时可能产生[CuCl2]_ , [CuCl2]_掺杂Cu2+后呈黄色
ii. 稀释含[CuCl2]_的溶液生成CuCl白色沉淀据此丙认为:电解过程中,产生[CuCl2]_掺杂Cu2+后呈黄色,与CuCl2蓝色溶液混合呈绿色。
丙进行如下实验:
a.取电解后绿色溶液2 mL,加20 mL水稀释,静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。
b. 另取少量氯化铜晶体和铜粉,向其中加2 mL浓盐酸,加热获得含[CuCl2]_的黄色溶液。
c. 冷却后向上述溶液……
d. 取c中2 mL溶液,加20 mL水稀释,静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。
① a的目的是
② 写出b中生成[CuCl2]_的离子方程式:
③ 补充c中必要的操作及现象:
丙据此得出结论:电解时阴极附近生成[CuCl2]_是导致溶液变绿的原因。

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