题目内容
【题目】如图所示,隔板I固定不动,活塞Ⅱ可自由移动,M、N两个容器中均发生反应:A(g)+3B(g)2C(g)△H=﹣192kJmol﹣1 . 向M、N中,都通入x mol A和y mol B的混合气体,初始M、N容积相同,保持温度不变.下列说法正确的是( )
A.平衡时A气体在两容器中体积分数可能相等
B.若x:y=1:2,则平衡时,M中的转化率:A>B
C.若x:y=1:3,当M中放出热量172.8 kJ时,A的转化率为90%
D.若x=1,y=3,则达到平衡时反应物的转化率N>M
【答案】AD
【解析】解:M容器保持恒容,N容器保持恒压,由于反应前后的气体系数和不等,所以两个平衡态也不一样, A、要让M、N中平衡时A的体积分数一样,那么只能是M或N中,反应前后不论限度多少,A的体积分数始终为定值,假定反应的A为zmol,则:
A(g)+ | 3B(g) | 2C(g) | |
起始 | X | y | 0 |
反应 | Z | 3z | 2z |
平衡 | x-z | y-3z | 2z |
故平衡时A的体积分数为 ,A的体积分数始终为定值,则x=y,即x=y时,平衡时A气体在两容器中体积分数相等,故A正确;
B、x:y=1:2,即y=2 x,设反应中消耗掉amolA,则:
A(g)+ | 3B(g) | 2C(g) | |
初始(mol): | x | 2x | 0 |
变化(mol): | a | 3a | 2a |
故A的转化率= ,B的转化率= ,则平衡时,M中的转化率:A<B,故B错误;
C、题目中热化学方程式的意义:若1molA完全反应,放热192 kJ,当M中放出热量172.8 kJ时,参加反应的A的物质的量为 ×1mol=0.9mol,故A的转化率为 ,故C错误;
D、x=1,y=3,由于反应后气体体积减小,N容器建立的平衡相当于恒温恒容下建立的平衡减小容器体积,压强增大,平衡正向移动,达到平衡后的转化率关系为:α(M)<α(N),故D正确.
故选AD.
【考点精析】关于本题考查的化学平衡的计算,需要了解反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%;产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%才能得出正确答案.
【题目】氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2 . 某同学在实验室中对NH3与NOx反应进行了探究:收集足量NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好).在一定温度下按图示装置进行实验.
操作步骤 | 实验现象 | 解释原因 |
打开K1 , 推动注射器活塞,使X中的气体缓慢通入Y管中 | ①Y管中 | ②反应的化学方程式 |
将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温 | Y管中有少量水珠 | 生成的气态水凝集 |
打开K2 | ③ | ④ |