题目内容
某温度下的恒容密闭容器中发生如下反应:2X(g)+Y(g)?2Z(g)开始时只充入2.0molX和1.0molY的混合气体,达到平衡时,混合气体的压强比开始时减少了20%.若开始只充入2.0molZ的气体,达到平衡时,Z的分解率为( )
A、20% | B、40% | C、60% | D、80% |
分析:恒温恒容下,开始只充入2.0molZ的气体,按化学计量数转化到左边得到2.0molX和1.0molY,故建立的平衡与原平衡为等效平衡,平衡时Z的物质的量相等.压强之比等于物质的量之比,根据压强减少计算原平衡体系中混合气体物质的量减少量,再利用差量法计算原平衡中生成的Z的物质的量,进而计算只充入2.0molZ气体到达平衡时Z的分解率.
解答:解:恒温恒容下,开始只充入2.0molZ的气体,按化学计量数转化到左边得到2.0molX和1.0molY,故建立的平衡与原平衡为等效平衡,平衡时Z的物质的量相等,
原平衡混合气体的压强比开始时减少了20%,则混合气体总的物质的量减少(2mol+1mol)×20%=0.6mol,
则:2X(g)+Y(g)?2Z(g) 物质的量减少
2mol 2mol+1mol-2mol=1mol
n(Z) 0.6mol
故n(Z)=
=1.2mol,
故只充入2.0molZ的气体,到达平衡时Z的物质的量=1.2mol,故Z的分解率=
×100%=40%,
故选B.
原平衡混合气体的压强比开始时减少了20%,则混合气体总的物质的量减少(2mol+1mol)×20%=0.6mol,
则:2X(g)+Y(g)?2Z(g) 物质的量减少
2mol 2mol+1mol-2mol=1mol
n(Z) 0.6mol
故n(Z)=
2mol×0.6mol |
1mol |
故只充入2.0molZ的气体,到达平衡时Z的物质的量=1.2mol,故Z的分解率=
2mol-1.2mol |
2mol |
故选B.
点评:本题考查化学平衡计算、等效平衡等,注意对等效平衡规律的理解,难度中等.
练习册系列答案
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(16分)以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业叫煤化工。
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为:
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ?mol-1,
①该反应在常温下 自发进行(填“能”与“不能”);
②恒温,在容积可变的密闭容器中,进行如上可逆反应。一段时间后,下列物理量不发生变化时,能表明该反应已达到平衡状态的有
Ⅰ混合气体的密度; Ⅱ容器内气体的压强;
Ⅲ混合气体的总物质的量; ⅣCO物质的量浓度
A.只有Ⅳ B.只有Ⅰ和Ⅳ C.只有Ⅱ和Ⅲ D.Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ
(2)水煤气再进一步反应可制取氢气。反应为H2O(g)+CO(g) H2(g)+CO2(g),某温度下该反应的平衡常数K= 4/9。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,只投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度如下表所示。下列判断不正确的是 。
起始浓度 | 甲 | 乙 | 丙 |
c(H2)/mol/L | 0.010 | 0.020 | 0.020 |
c(CO2)/mol/L | 0.010 | 0.010 | 0.020 |
A.反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢
B.平衡时,甲中和丙中H2的转化率均是60%
C.平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.012mol/L
D.平衡时,乙中CO2的转化率大于60%
(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ,右图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ?mol—1)的变化。在体积为1 L的恒容密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2反应
①下列措施中能使c (CH3OH)增大的是 。
A.升高温度
B.充入He(g),使体系压强增大
C.将H2O(g)从体系中分离出来
D.再充入1mol CO2和3mol H2
②在温度T1时,当反应达到平衡时,测得n(H2) =" 2.4" mol;其它条件不变,在温度T2时,当反应达到平衡时,测得n(CO2) =" 0.82" mol,则T2 T1。(填“>”、“<”或“=”),
(4)在一定条件下科学家从烟道气中分离出CO2与太阳能电池电解水产生的H2合成甲醇。CH3OH、H2的燃烧热分别为:△H=-725.5kJ/mol、△H=-285.8kJ/mol。
①写出工业上以CO2、H2合成CH3OH和液态水的热化学方程式: ;
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