题目内容
【题目】一定温度下,在三个容积均为2.0L的恒容密闭容器中发生反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)
各容器中起始物质的量与反应温度如下表所示,反应过程中甲、丙容器中CO2的物质的量随时间变化关系如下图所示:
容器 | 温度/℃ | 起始物质的量/mol | |
NO (g) | CO (g) | ||
甲 | T1 | 0.20 | 0.20 |
乙 | T1 | 0.30 | 0.30 |
丙 | T2 | 0.20 | 0.20 |
下列说法正确的是( )
A.该反应的正反应为吸热反应
B.达到平衡时,乙中CO2的体积分数比甲中的小
C.T1℃时,若起始时向甲中充入0.40 mol NO、0.40mol CO、0.40mol N2和0.40mol CO2 , 则反应达到新平衡前v(正)<v(逆)
D.T2℃时,若起始时向丙中充入0.06mol N2和0.12 mol CO2 , 则达平衡时N2的转化率大于40%
【答案】D
【解析】解:A.2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),先拐先平温度高,甲状态温度高于丙,T1>T2 , 此时甲平衡状态二氧化碳物质的量小,说明温度越高平衡逆向进行,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,故A错误;
B.乙中可以看做是甲起始量达到平衡状态,再加入0.1molNO和0.1molCO,相当于增大平衡压强,平衡正向进行,达到平衡时,乙中CO2的体积分数比甲中的大,故B错误;
C.甲状态下平衡时CO物质的量为0.10mol,结合三行计算计算平衡常数,
2NO(g)+ | 2CO(g) | N2(g)+ | 2CO2(g) | |||
起始量(mol/L) | 0.1 | 0.1 | 0 | 0 | ||
变化量(mol/L) | 0.05 | 0.05 | 0.025 | 0.05 | ||
平衡量(mol/L) | 0.05 | 0.05 | 0.025 | 0.05 |
K= =10,
T1℃时,若起始时向甲中充入0.40 mol NO、0.40mol CO、0.40mol N2和0.40mol CO2 , Qc= =2.5<K=10.则反应达到新平衡前v(正)>v(逆),故C错误;
D.T2℃时,平衡状态CO物质的量为0.12mol,
2NO(g)+ | 2CO(g) | N2(g)+ | 2CO2(g) | ||
起始量(mol) | 0.2 | 0.2 | 0 | 0 | |
转化量(mol) | 0 | 0 | 0.1 | 0.2 | |
变化量(mol) | 0.08 | 0.08 | 0.04 | 0.08 | |
平衡量(mol) | 0.12 | 0.12 | 0.04 | 0.08 |
2NO(g)+ | 2CO(g) | N2(g)+ | 2CO2(g) | |||
起始量(mol) | 0 | 0 | 0.06 | 0.12 | ||
转化量 | 0.12 | 0.12 | 0 | 0 |
若起始时向丙中充入0.06mol N2和0.12 mol CO2 , 反应逆向进行得到平衡状态,和起始量为0.12molNO和0.12molCO达到的平衡相同,和起始量0.2molCO、NO相比,相当于减少了NO、CO0.08mol的CO、NO,压强减小平衡逆向进行,所以氮气转化率大于40%,故D正确;
故选D.
【考点精析】根据题目的已知条件,利用化学平衡状态本质及特征的相关知识可以得到问题的答案,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).
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