题目内容

在一定条件下发生反应:2A(g)+2B(g)?xC(g)+2D(g),在2L密闭容器中,把4molA和2molB混合,2min后达到平衡时生成1.6molC,又测得反应速率VD=0.2mol/,下列说法正确的是( )
A.A和B的转化率均是20%
B.x=4
C.平衡时A的物质的量为2.8mol
D.平衡时气体压强比原来减小
【答案】分析:根据反应速率之比等于化学计量数之比来确定化学计量数x,VD=0.2mol/(L?min),VC==0.4mol/(L?min),则x=4;
    2A(g)+2B(g)?4C(g)+2D(g),
开始 4       2       0       0
转化0.8      0.8     1.6     0.8
平衡3.2      1.2     1.6     0.8
结合转化率的概念及物质的量之比等于压强之比来计算.
解答:解:VD=0.2mol/(L?min),VC==0.4mol/(L?min),由反应速率之比等于化学计量数之比,则x=4,
  2A(g)+2B(g)?4C(g)+2D(g),
开始 4       2       0       0
转化0.8      0.8     1.6     0.8
平衡3.2      1.2     1.6     0.8
A.A的转化率为×100%=20%,B的转化率为×100%=40%,故A错误;
B.由上述分析可知,x=4,故B正确;
C.平衡时A的物质的量为3.2mol,故C错误;
D.平衡时气体的物质的量之和为3.2mol+1.2mol+1.6mol+0.8mol>4mol+2mol,则反应后压强增大,故D错误;
故选B.
点评:本题考查化学平衡的计算,熟悉化学平衡的三段法计算及转化率的计算即可解答,注意反应速率与化学计量数的关系、化学计量数与压强的关系来解答,题目难度中等.
练习册系列答案
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工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)某研究小组分别在体积均为2 L的恒容密闭容器中加入一定量的反应物,使其发生反应,相关数据如下:
容器
编号
温度
/℃
起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡的时间/min 达平衡时体系能量的变化/kJ
CO H2O CO2 H2
650 1 2 0.4 0.4 5 16.4kJ
650 2 4 t1 Q1 kJ
900 2 4 1.6 1.6 t2 Q2 kJ
(1)计算容器②中反应的平衡常数K=
0.17
0.17
(计算结果保留两位小数).
(2)容器③中反应达平衡时,CO的转化率为
80%
80%

(3)容器①中反应达平衡这段时间,化学反应速率v (H2)=
0.04mol/(L?min)
0.04mol/(L?min)

(4)该反应的正反应为
吸热
吸热
(填“吸热”或“放热”)反应,理由是
升高温度,反应物的转化率增大
升高温度,反应物的转化率增大

(5)下列叙述正确的是
a
a
(填字母序号).
a.平衡时,容器①和容器②中CO2的体积分数相等
b.反应达平衡状态时,Q2>Q1>32.8kJ
c.达到平衡的时间:t2>t1>2.5min
d.该反应的热化学方程式可表示为:CO(g)+H2O(g);CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol
(6)容器②中反应进行到t min时,测得混合气体中CO2的物质的量为0.6mol.若用200mL 5mol/L的NaOH溶液将其完全吸收,得到的溶液中所有离子的物质的量浓度由大到小的顺序为
c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+
c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+
甲醇是一种很好的燃料,工业上用CH4和H2O(g)为原料,通过反应Ⅰ和Ⅱ来制备甲醇.请回答下列问题:
(1)将1.0mol CH4和2.0mol H2O(g)通入反应室(容积为100L)中,在一定条件下发生反应:
CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)(Ⅰ)
CH4的转化率与温度、压强的关系如图1所示.
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示的平均反应速率为
0.0030mol?L-1?min-1
0.0030mol?L-1?min-1

②图中的p1
p2(填“<”、“>”或“=”),100℃时的平衡常数为
2.25×10-4
2.25×10-4

③该反应的△H
0,△S
0(填“<”、“>”或“=”).
(2)在压强为0.1MPa条件下,a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:
CO(g)+2H2(g)?△H<0 (Ⅱ)
①若容器的容积不变,下列措施可增大甲醇产率的是
BD
BD
(填序号).
A.升高温度
B.将CH3OH(g)从体系中分离出来
C.恒容下充入He,使体系的总压强增大
D.再充入a mol CO和3a mol H2
②为了寻找合成甲醇的适宜温度和压强,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在了下面的实验设计表中.
实验编号 T(℃) n(CO)/n(H2 ρ(MPa)
1 150
1
3
0.1
2 n
1
3
5
3 350 m 5
a.表中剩余的实验数据:n=
150
150
,m=
1
3
1
3

b.根据反应Ⅱ的特点,如图是在压强分别为0.1MPa和5MPa下CO的转化率随温度变化的曲线,请指明图2中的压强px=
0.1
0.1
MPa.

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