题目内容

在容积为2 L的恒容的密闭容器中,一定温度下,发生反应:aM(g)+bN(g)cQ(g)。气体M、N、Q的物质的量随时间的变化如图所示,则下列叙述正确的是(  )
A.该温度下此反应的平衡常数的值K=25/4
B.该反应前5 min的平均速率:v(N)=0.002 mol·L-1·min-1
C.在5 min时,再向体系中充入少量He,重新达到平衡前v(正)>v(逆)
D.若开始时向容器中充入2mol M和1mol N,达到平衡时,M的体积分数小于50%
D

试题分析:A、根据图像可知,平衡时M、N、Q的物质的量分别变化了0.4mol、0.2mol、0.2mol,根据变化量之比是相应的化学计量数之比可知,该反应的化学方程式为2M(g)+N(g)Q(g)。平衡时M、N、Q的物质的量浓度分别为0.2mol/L、0.1mol/L、0.1mol/L,所以该温度下平衡常数K= =25,A不正确;B、该反应前5 min的平均速率:v(N)=0.1mol/L÷5min=0.02 mol·L-1·min-1,B不正确;C、容器容积不变,则加入He气,物质的浓度不变,因此反应速率不变,平衡不变,C不正确;D、若开始时向容器中充入2mol M和1mol N,则相当于是降低压强,平衡向逆反应方向移动,所以达到平衡时,M的体积分数小于 ×100%=50%,D正确,答案选D。
练习册系列答案
相关题目
(17分)某反应A(g)+B(g)C(g)在任一时刻的正、逆反应速率可用υ、υ表示:

υ=k1·c(A)·c(B),υ=k2·c(C),其中k1、k2在一定温度下为常数,c(A)、c(B)、c(C)分别代表某时刻三种物质的物质的量浓度。
(1)上述反应达到平衡时,请用题干中的符号分别表示三种物质的浓度关系为       
平衡常数K=_             __。
(2)在300 K时,开始反应的A、B浓度均为0.1 mol/L,达到平衡时B的转化率为50%,则k1、k2之间的关系是__________________。
(3)升高温度,k1的变化是       ,k2的变化是_________(填“增大”、“减小”或“不变”);此时若k1/k2增大,则说明正反应是___________(填“吸”或“放”)热反应。
(4) CO2可与H2合成绿色燃料甲醇。300oC时,在两个容积均为2L的密闭容器中,当c(CO2)=1.00 mol·L-1、c(H2)=1.60 mol·L-1时,分别选择催化剂Ⅰ、催化剂Ⅱ开始反应,t0时达到平衡状态M1、M2。若υ(M1)<υ(M2)。且达M1时,CO2的转化率为20%,请画出两个状态的浓度商(Qc)-时间(t)的关系图像,并标明相关数据。
=
(5)实验室可利用甲醇、空气、铜(或氧化铜)制备甲醛。关于甲醇和甲醛的沸点和水溶性见下表:
 
沸点
水溶性
甲醇
65℃
与水相溶
甲醛
-21℃
与水相溶
下图是某同学设计的实验装置,已知A处放入甲醇,C处收集到甲醛,若D处的气球在反应临近结束时使用,则B处应放入______(填化学式),请回答A、B、C三处采取控温的方式分别为A_____、B     、C    ,(从下列选项中选择)
a.热水浴加热  b.冰水浴冷却   c.酒精灯加热   d.酒精喷灯灼烧  e.常温即可
实验临近结束时,挤压D处气球使空气进入装置,该操作的目的是____________________。
(14分)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ?H=—92.4kJ?mol?1
一种工业合成氨的简易流程图如下:

(1)天然气中的H2S杂质常用常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式:                                 
(2)步骤II中制氯气原理如下:

对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的是           
a.升高温度  b.增大水蒸气浓度   c.加入催化剂   d.降低压强
利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2产量。若1mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为            
(3)下左图表示500℃、60.0MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:           
(4)依据温度对合成氨反应的影响,在下右图坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图。

(5)上述流程图中,使合成氨放出的热量得到充分利用的主要步骤是(填序号)            ,简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法:                                                  
CO2是生活中常见的化合物之一,随着世界工业经济的发展、人口的剧增,全球能源紧张及世界气候面临越来越严重的问题,人类对CO2的性质研究和综合利用日益重视。
Ⅰ.在催化剂作用下,可由甲醇和CO2直接合成碳酸二甲酯(DMC):CO2 + 2CH3OH → CO(OCH3)2 + H2O,但甲醇转化率通常不会超过1%,这是制约该反应走向工业化的主要原因。某研究小组在其他条件不变的情况下,通过研究温度、反应时间、催化剂用量分别对转化数(TON)的影响来评价催化剂的催化效果。计算公式为:TON=转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量。
(1)根据反应温度对TON的影响图(相同时间内测定),判断该反应的焓变△H________0(填“>”、“=”或“<”),理由是____________________________________。

(2)根据反应时间对TON的影响图(上图),已知溶液总体积10mL,反应起始时甲醇0.25mol,催化剂0.6×10—5 mol,计算该温度下,4~7 h内DMC的平均反应速率:________。
(3)根据该研究小组的实验及催化剂用量对TON的影响图(见上右图),判断下列说法正确的是   
A.由甲醇和CO2直接合成DMC,可以利用甲醇把影响环境的温室气体CO2 转化为资源,在资源循环利用和环境保护方面都具有重要意义
B. 在反应体系中添加合适的脱水剂,将提高该反应的TON
C. 当催化剂用量低于1.2×10—5 mol时,随着催化剂用量的增加,甲醇的平衡转化率显著提高
D. 当催化剂用量高于1.2×10—5 mol时,随着催化剂用量的增加DMC的产率反而急剧下降
Ⅱ.如果人体内的CO2不能顺利排除体外会造成酸中毒,缓冲溶液可以抵御外来少量酸或碱对溶液pH的影响,人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系(H2CO3/HCO3-)维持pH稳定。己知正常人体血液在正常体温时,H2CO3的一级电离常数Ka1=10-6.1,c(HCO3-):c(H2CO3)≈20:1,lg2=0.3。
(4)由题给数据可算得正常人体血液的pH________(保留一位小数)。
(5)正常人体血液中H2CO3、HCO3-、OH-、H+四种微粒浓度由大到小关系为:         
(6)当少量的酸、碱进入血液中时,血液pH变化不大,其原因是             
(15分)已知2A(g)+B(g)2C(g),?H=-a kJ/mol(a>0),在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2 mol A和1 mol B,在500 ℃时充分反应达平衡后C的浓度为ω mol/L,放出热量为b kJ。
⑴比较a     b(填“>”“=”或“<”)。
⑵下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知,表中T1     T2(填“>”、“=”或“<”)。
T/K
T1
T2
T3
K
1.00×107
2.45×105
1.88×103
若在原来的容器中,只加入2 mol C,500 ℃时充分反应达平衡后,吸收热量为c kJ,C的浓度     (填“>”“=”或“<”)ωmol/L,a、b、c之间满足何种关系     (用代数式表示)。
⑶ 在相同条件下要想得到2a kJ热量,加入各物质的物质的量可能是     
A. 4 mol A和2 mol B                   B. 4 mol A、2 mol B和2 mol C
C. 4 mol A和4 mol B                   D. 6 mol A和4 mol B
⑷为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是     
A. 及时分离出C气体                B. 适当升高温度
C. 增大B的浓度                    D. 选择高效催化剂
⑸ 若将上述容器改为恒压容器(反应前体积相同),起始时加入2 mol A和1 mol B,500 ℃时充分反应达平衡后,放出热量为d kJ,则d     b(填“>”、“=”或“<”),理由是_               
⑹ 在一定温度下,向一个容积可变的容器中,通入3 mol A和2 mol B及固体催化剂,使之反应,平衡时容器内气体物质的量为起始时的90%。保持同一反应温度,在相同容器中,将起始物质的量改为4 mol A、3 mol B和2 mol C,则平衡时A的百分含量     (填“不变”、“变大”、“变小”或“无法确定”)。
(16分)复方过氧化氢消毒剂具有高效、环保、无刺激无残留,其主要成分H2O2
(1)H2O2不稳定、易分解,Fe3、Cu2等对其分解起催化作用,为比较Fe3和Cu2对H2O2分解的催化效果,某化学研究小组同学分别设计了甲、乙两种实验装置。

若利用甲实验,可通过观察________现象,从而定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理,其理由是________;若利用乙实验可进行定量分析,实验时均以生成40mL气体为准,其他可能影响实验的因素均已忽略,实验中还需要测量的数据是________。
(2)在含有表面活性剂的酸性水溶液中,以碳为电极,通直流电进行电解可制取氢气和过氧化氢,过氧化氢在          (填“阴极”、“阳极”)产生。                       
以H2O2和硼氢化合物NaBH4(B的化合价为+3价)作原料的燃料电池,可用作通信卫星电源。其工作原理如图所示,写出a极上的电极反应式:              ,正极材料采用MnO2,MnO2除了作电极材料之外还可能具有的作用为                               

(3)锗(Ge)与碳是同主族元素,最新研究表明有机锗具有明显的抗肿瘤活性,锗不与NaOH 溶液反应,但在有H2O2存在时可与NaOH 溶液反应生成锗酸盐,其化学方程式为                 

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