题目内容

在一定温度下,向a L密闭容器中加入1mol X气体和2mol Y气体,发生如下反应:X(g)+2Y(g) 2Z(g),此反应达到平衡的标志是
A.容器内气体密度不随时间变化
B.v (X): v (Y)= l:2
C.容器内X、Y、Z的浓度不随时间变化
D.单位时间消耗0.1 molX同时生成0.2molZ
C

试题分析:在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态,所以选项C正确。密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,所以选项A不能说明。平衡时各种物质的浓度不再发生变化,但各种的浓度之间不一定满足某种关系,C不能说明。D中反应速率的方向是相同,速率之比是相应的化学计量数之比,因此D中的关系始终是成立的,D不能说明,因此答案选C。
点评:该题的关键是明确平衡状态的特点,然后结合具体的可逆反应灵活运用即可,有助于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力。
练习册系列答案
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分人工固氮是指将氮元素由游离态转化为化合态的过程。据报道,常温、常压、光照条件下,N2在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面能与水发生反应,生成的主要产物为NH3,相应的热化学方程式为:N2(g)+3H2O(l)2NH3(g)+O2(g)  △H="+765.0kJ" /mol。
Ⅰ.请在下图所示的坐标中画出上述反应在有催化剂和无催化剂两种情况下反应体系中的能量变化示意图,并进行标注(包括△H)。

Ⅱ.目前工业合成氨的原理是:N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g)  △H=-93.0kJ /mol。
回答下列问题:
(1)氢气的燃烧热△H=_______________kJ/mol。
(2)在恒温恒容密闭容器中进行的合成氨反应,下列能表示达到平衡状态的是_______(填序号)。
a.混合气体的压强不再发生变化
b.混合气体的密度不再发生变化
c.反应容器中N2、NH3的物质的量的比值不再发生变化
d.单位时间内断开a个H-H键的同时形成3 a个N-H键
e.三种物质的浓度比恰好等于化学方程式中各物质的化学计量数之比
(3)在恒温恒容的密闭容器中,合成氨反应的各物质浓度变化曲线如下图所示。请回答下列问题:

① 表示N2的浓度变化的曲线是              (选填曲线代号“A”、“B”或“C”)。
② 前25 min 内,用H2的浓度变化表示的化学反应平均速率是            
③在25 min 末反应刚好达到平衡,则该温度下反应的平衡常数K =        (计算结果可用分数表示)。若升高温度,该反应的平衡常数值将_______(填“增大”、 “减小”或“不变”)。
(4)在第25 min 末,保持其它条件不变,若升高反应温度并设法保持该温度不变,在第35 min末再次达到平衡。平衡移动过程中H2浓度变化了1.5 mol·L-1,请你在图中画出第25 min ~ 40 min NH3浓度变化曲线。
(5)在一定温度下,将1 mol N2和3 mol H2混合置于体积不变的密闭容器中发生反应,达到平衡状态时,测得气体总物质的量为2.8 mol 。
①达平衡时,H2的转化率α1 = ____________。
②在相同条件下,若起始时只将NH3置于该容器中,达到平衡状态时NH3的转化率为α2,当α1 + α2 =1时,则起始时n (NH3)= ________mol。

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