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7.T1温度下,体积为2L的恒容密闭容器,加入4.00molX、2.00molY,发生化学反应2X(g)+Y(g)?3M(g)+N(s).部分实验数据如表格所示:
t/s050010001500
n(X)/mol4.002.802.002.00
反应达到平衡后,若再加入3.00molM,3.00molN,下列说法正确的是(  )
A.平衡不移动
B.重新达到平衡后,再充入的M转化率小于50%
C.重新达到平衡后,Y的平均反应速率与原平衡相等
D.重新达到平衡后,用X表示的v(正)比原平衡大
E.重新达到平衡后,混合气体中Y的体积分数增大
F.重新达到平衡后,M的物质的量浓度是原平衡的1.5倍

分析 根据反应2X(g)+Y(g)?3M(g)+N(s)可知,该反应是气体体积不变的反应,若再加入3.00molM,3.00molN,折算成X、Y相当于再加入2molX和1molY,由于N是固体,N的加入对平衡没有影响,所以再加入3.00molM,3.00molN后,反应达到平衡时与原平衡为等效平衡,由于是体积为2L的恒容密闭容器,所以达到新平衡时,气体浓度为原平衡的1.5倍,据此答题;

解答 解:根据反应2X(g)+Y(g)?3M(g)+N(s)可知,该反应是气体体积不变的反应,若再加入3.00molM,3.00molN,折算成X、Y相当于再加入2molX和1molY,由于N是固体,N的加入对平衡没有影响,所以再加入3.00molM,3.00molN后,反应达到平衡时与原平衡为等效平衡,由于是体积为2L的恒容密闭容器,所以达到新平衡时,气体浓度为原平衡的1.5倍,
A、根据上面的分析可知,两个平衡为等效平衡,故A正确;
B、由于两个平衡为等效平衡,M转化率不变,故B错误;
C、由于压强增大,所以反应速率都增大,故C错误;
D、由于压强增大,用X表示的v(正)比原平衡大,故D正确;
E、由于两个平衡为等效平衡,混合气体中Y的体积分数不变,故E错误;
F、根据上面的分析可知,重新达到平衡后,M的物质的量浓度是原平衡的1.5倍,故F正确,
故选ADF.

点评 本题主要考查化学平衡的移动及等效平衡、反应热及化学反应速率的计算等,等效平衡的分析是解答中的难点,中等难度.

练习册系列答案
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15.实施以节约能源和减少废气排放为基本内容的节能减排政策,是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择.化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求.试运用所学知识,回答下列问题:
(1)已知某温度下某反应的化学平衡常数表达式为:K=$\frac{c({H}_{2}O)}{c(CO)•c({H}_{2})}$,所对应的化学反应方程式为:CO(g)+H2(g)?C(s)+H2O(g).
(2)已知在一定温度下,
①C(s)+CO2(g)?2CO(g)△H1=a kJ/mol        平衡常数K1
②CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g)△H2=b kJ/mol      平衡常数K2
③C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)△H3                平衡常数K3
则K1、K2、K3之间的关系是:K3=K1×K2,△H3=(a+b)kJ/mol(用含a、b的代数式表示).
(3)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题.已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时,发生如下反应:CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g),该反应平衡常数随温度的变化如表所示:
温度/℃400500800
平衡常数K9.9491
该反应的正反应方向是放热反应(填“吸热”或“放热”),若在500℃时进行,设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol•L-1,在该条件下,CO的平衡转化率为:75%.
(4)在催化剂存在条件下反应:H2O(g)+CO(g)?CO2(g)+H2(g),CO转化率随蒸气添加量的压强比及温度变化关系如图1所示:

对于气相反应,用某组分(B)的平衡分压强(PB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作Kp),则该反应的Kp=$\frac{P(CO{\;}_{2})P(H{\;}_{2})}{P(CO)P(H{\;}_{2}O)}$,提高p[H2O(g)]/p(CO)比,则Kp不变(填“变大”、“变小”或“不变”).实际上,在使用铁镁催化剂的工业流程中,一般采用400℃左右、p[H2O(g)]/p(CO)=3~5.其原因可能是投料比太低,CO的转化率不太高,而投料比3~5时转化率已经很高达到96%~98%,再增加投料比,需要大大的增加蒸汽添加量,这样在在经济上不合算,催化剂的活性温度在400℃左右.
(5)工业上可利用原电池原理除去工业尾气中的CO并利用其电能,反应装置如图2所示,请写出负极的电极反应式:CO-2e-+CO32-=2CO2

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