题目内容

某密闭容器中发生如下反应:X(g)+3Y(g)2Z(g);ΔH<0下图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系,t2、t3、t5时刻外界条件有所改变,但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是

A.t2时加入了催化剂 B.t3时降低了温度
C.t5时增大了压强 D.t4~t5时间内转化率最低

A

解析试题分析:由X(g)+3Y(g)2Z(g)△H<0可知,该反应是反应前后气体的物质的量增加的反应,为放热反应。根据催化剂、温度、压强对化学反应速率和化学平衡的影响来分析,若化学平衡逆向移动,则反应物的转化率降低。
因该反应是反应前后气体的物质的量不相等的反应,t2~t2时间内正逆反应速率增大且相等,则应为t2时加入了催化剂,故A正确;由图可知,t3时正逆反应速率都减小,且逆反应速率大于正反应速率,化学平衡在t3时向逆反应方向移动,而该反应为放热反应,降低温度化学平衡正向移动,故B错误;t5时正逆反应速率都增大,且逆反应速率大于正反应速率,化学平衡在t5时向逆反应方向移动,由化学计量数可知,增大压强,化学平衡应正向移动,故C错误;由图可知,t4~t5时间内v不变,化学反应处于平衡状态,平衡不移动,则反应物的转化率不变,故D错误,答案选B。
考点:考查外界条件对反应速率和平衡状态的影响、图像识别等
点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。试题针对性强,旨在培养学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。答题时明确图象中纵横左标的含义,利用反应速率的关系及化学平衡移动结合化学反应速率和化学平衡的影响因素即可解答。

练习册系列答案
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2014年初雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中,汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线如图所示。据此判断:

①该反应在        能自发进行(填“高温下” 、“低温下” 或“任何温度下”);
②在T2温度下,0~2 s内的平均反应速率v(N2)=___________。
(2)煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
在恒压下,将CH4(g)和NO2(g)置于密闭容器中,也可以发生化学反应:
CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)  ΔH<0,提高NO2转化率的措施有     

A.增加原催化剂的表面积 B.降低温度
C.减小投料比[n(NO2) / n(CH4)] D.增大压强
(3)在容积相同的两个密闭容器内 (装有等量的某种催化剂) 先各通入等量的CH4,然后再分别充入等量的NO和NO2。在不同温度下,同时分别发生上述的两个反应:并在t秒时测定其中NOx转化率,绘得图象如图所示:

从图中可以得出的结论是
结论一:在250℃-450℃时,NOx转化率随温度升高而增大,450℃-600℃时NOx转化率随温度升高而减小
推测原因是                                                             
结论二:                                                               

(14分)加大对煤燃烧产生的废气、废渣的处理已刻不容缓。
(1) 对燃煤的废气进行脱硝处理时,可利用甲烷催化还原氮氧化物,如:
CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);ΔH=a kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);ΔH=b kJ·mol-1
则反应CH4(g)+2NO2(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)的ΔH=________ kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)。
(2) 将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:

2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g);ΔH
① 该反应平衡常数表达式为K=________。
② 已知在某压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率如右图所示。该反应的ΔH________(填“>”“<”或“=”)0。若温度不变,减小反应投料比[n(H2) /n(CO2)],则K将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
③ 二甲醚燃料电池具有启动快,效率高等优点,若电解质为酸性,二甲醚燃料电池的负极反应为____________________________。

(3) 以CO2为原料合成的碳酸酯(仅含碳、氢、氧三种元素)是用途广泛的化学品,某种碳酸酯(DPC)水解产物之一遇氯化铁溶液显紫色,右图为它的核磁共振氢谱图,请写出DPC的结构简式:____________。
(4) 某电厂的粉煤灰含莫来石(主要成分为Al6Si2O13、SiO2)。将其和纯碱在高温下烧结,可制取NaAlSiO4(霞石)、Na2SiO3和NaAlO2,有关化学方程式(反应条件均为高温)为:
Al6Si2O13+3Na2CO3===2NaAlSiO4+4NaAlO2+3CO2
Al6Si2O13+5Na2CO3===2Na2SiO3+6NaAlO2+5CO2
SiO2+Na2CO3===Na2SiO3+CO2
则用1 mol Al6Si2O13和4 mol SiO2通过以上反应制得5 mol NaAlO2,共消耗Na2CO3为________mol。

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