题目内容

14.向甲、乙两个体积相同的恒容容器中,分别充入2mol气体R和1mol气体R,相同温度下,发生下列反应:xR?M+N(正反应为吸热反应).两容器中R的物质的量随时间的变化如图所示.下列说法正确的是(  )
A.将甲升温,可使甲和乙中各物质的体积分数达到相同
B.x=2,且M、N中仅有一种为气态
C.曲线II为甲中R的物质的量一时间图象
D.其他条件不变时,向乙中再加入1mol M、1molN,达到新平衡时,则有1.0mol<n(R)<1.2 mol

分析 A.由R的始量可知,曲线I表示甲中R变化,曲线Ⅱ表示乙中R变化,平衡时甲中R的转化率为$\frac{(2-1.2)mol}{2mol}$×100%=40%,乙中R的转化率为$\frac{(1-0.5)mol}{1mol}$=50%,乙中R的转化率较大,正反应为吸热反应,将甲升温平衡正向移动;
B.甲中平衡等效在乙基础压强增大一倍,压强增大后R的转化率减小,说明增大压强平衡逆向移动,逆反应为气体物质的量减小的反应,故x=1,且M、N均为气态;
C.根据A分析可知,曲线Ⅱ表示乙中R变化;
D.其他条件不变时,向乙中再加入1mol M、1molN,等效为开始加入2molR,恒温恒容下与甲中平衡为等效平衡,平衡时相同物质物质的量相等.

解答 解:A.由R的始量可知,曲线I表示甲中R变化,曲线Ⅱ表示乙中R变化,平衡时甲中R的转化率为$\frac{(2-1.2)mol}{2mol}$×100%=40%,乙中R的转化率为$\frac{(1-0.5)mol}{1mol}$=50%,乙中R的转化率较大,正反应为吸热反应,将甲升温平衡正向移动,可以时R的转化率增大,故A正确;
B.甲中平衡等效在乙基础压强增大一倍,压强增大后R的转化率减小,说明增大压强平衡逆向移动,逆反应为气体物质的量减小的反应,故x=1,且M、N均为气态,故B错误;
C.由R的始量可知,曲线I表示甲中R变化,曲线Ⅱ表示乙中R变化,故C错误;
D.其他条件不变时,向乙中再加入1mol M、1molN,等效为开始加入2molR,恒温恒容下与甲中平衡为等效平衡,平衡时相同物质物质的量相等,则达到新平衡时,则有n(R)=1.2 mol,故D错误,
故选:A.

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素,关键是根据图象转化率确定x与M、N的状态,注意等效思想应用,难度中等.

练习册系列答案
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17.雾霾严重影响人们的生活,汽车尾气排放是造成雾霾天气的重要原因之一.已知汽车尾气排放时容易发生以下反应:
①N2(g)+O2(g)?2NO(g)△H1=a kJ•mol-1
②2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)△H2=b kJ•mol-1
③CO(g)+1/2O2(g)?CO2(g)△H3=c kJ•mol-1
④2CO(g)+2NO(g)?N2(g)+2CO2(g)△H4
请回答下列问题:
(1)根据反应①②③,确定反应④中△H4=2c-akJ•mol-1
(2)对于气体参与的反应,表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B),则反应①的Kp=$\frac{P{\;}^{2}(NO)}{P(N{\;}_{2})P(O{\;}_{2})}$(用表达式表示).
(3)下列情况能说明反应②已达平衡状态的是CD(填编号).
A.单位时间内生成1mol NO2的同时消耗了lmol NO
B.在恒温恒容的容器中,混合气体的密度保持不变
C.在绝热恒容的容器中,反应的平衡常数不再变化
D.在恒温恒压的容器中,NO的体积分数保持不变
(4)探究反应④中NO的平衡转化率与压强、温度的关系,得到如图1所示的曲线.试分析实际化工生产中不采用高压的原因常压下NO的转化率已经较高,并且高压要增加成本.
(5)探究反应④中平衡时CO2的体积分数与反应物中$\frac{n(NO)}{n(CO)}$的比值、温度的关系,得到如图2所示的曲线.
①在X、Y、Z三点中,CO的转化率从大到小的顺序是Z>Y>X.
②若保持其他条件不变,请在图2中,画出温度为T2(T2<T1)时的变化趋势曲线.
9.三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体(K3[Fe(C2O43]•3H2O)有很重要的用途.可用如图流程来制备.根据题意完成下列各题:

(1)要从溶液中得到绿矾,必须进行的实验操作是bcae.(按前后顺序填)
a.过滤洗涤     b.蒸发浓缩     c.冷却结晶    d.灼烧    e.干燥
某兴趣小组为测定三草酸合铁酸钾晶体(K3[Fe(C2O43]•3H2O)中铁元素含量,做了如下实验:
步骤1:称量5.000g三草酸合铁酸钾晶体,配制成250ml溶液.
步骤2:取所配溶液25.00ml于锥形瓶中,加稀H2SO4酸化,滴加KMnO4溶液至草酸根恰好全部被氧化成二氧化碳,同时,MnO4-被还原成Mn2+.向反应后的溶液中加入一定量锌粉,加热至黄色刚好消失,过滤,洗涤,将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中,此时,溶液仍里酸性.
步骤3:在酸性条件下,用0.010mol/L KMnO4溶液滴定步骤二所得溶液至终点,共做三次实验,平均消耗KMnO4溶液20.00ml,滴定中MnO4-,被还原成Mn2+
(2)步骤1中,配制三草酸合铁酸钾溶液需要使用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒以外还有250ml容量瓶;
主要操作步骤依次是:称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀.
(3)步骤2中,加入锌粉的目的是将Fe3+全部还原成Fe2+
(4)步骤3中,发生反应的离子方程式为:5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O.
(5)步骤2中,若加入的KMnO4的溶液的量不够,则测得的铁含量偏高.(选填“偏低”、“偏高”、“不变”)
(6)某同学将8.74g无水三草酸合铁酸钾(K3[Fe(C2O43])在一定条件下加热分解,所得固体的质量为5.42g,同时得到密度为1.647g/L(已折合成标准状况下)气体(是物质的量之比为4:5的混合气体).研究固体产物得知,铁元素不可能以三价形式存在,而盐只有K2CO3.写出该分解反应的化学方程式2K3[Fe(C2O43]═3K2CO3+Fe+FeO+4CO+5CO2
6.为倡导“节能减排”和“低碳经济”,降低大气中C02的含量及有效地开发利用C02科学家正在研究如何将C02转化为可利用的资源.目前工业上有一种方法是用C02来生产燃料甲醇,一定条件下发生反应CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)如图1表示该反应过程中能量(单位为kJ.mol-1)的变化:
(1)关于该反应的下列说法中,正确的是C(填字母).
A.△H>0,△S>0     B.△H>O,△S<0
C△H<O.△S<O       D.△H<0,△S>0
(2)为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为3L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,一定条件发生反应:C02(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H20(g),经测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图2所示.
①从反应开始到平衡,CO2的平均反应速率v(CO2)=0.025mol/(L.min).
②此条件下,该反应的平衡常数K=48.
③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是BD.
A.升高温度
B.将CH3OH(g)及时液化抽出
C.选择高效催化剂
D.向该容器中再充入1molCO2和3mol H2
(3)25℃,1.01×105Pa时,16g液态甲醇完全燃烧,当恢复到原状态时,放出369.2kJ的热量,写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式CH3OH(l)+$\frac{3}{2}$O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-738.4 kJ•mol-1
(4)选用合适的合金为电极,以氢氧化钠、甲醉、水、氧气为原料,可以制成一种以甲醇为原料的燃料电池,此电池的负极应加入或通入的物质有甲醇、氢氧化钠;其正极的电极反应式是O2+2H2O+4e-═4OH-

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