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3.在相同温度和体积均为1L的四个密闭容器中,保持温度和容积不变,以四种不同的投料进行反应.平衡时有关数据如下
(已知相同条件下:2SO2+O2?2SO3△H=-196.6kJ/mol).
容器
起始投入量2molSO2+
1mol O2
1molSO2+0.5molO22molSO32molSO2+2molO2
放出或吸收的热量(kJ)abcd
平衡时c(SO3)(mol/L)efgh
下列关系正确的是(  )
A.a>2b;e<2fB.a=c;e=gC.a>d;e>hD.c+98.3e=196.6

分析 A.甲等效为在乙平衡的基础上增大压强,平衡正向移动,甲中反应物转化率大于乙;
B.甲与丙为完全等效平衡,平衡时相同组分的物质的量相等、浓度相等,但反应物转化率不一定50%;
C.丁等效为在甲平衡的基础上再加入1mol氧气,平衡正向移动,则丁中三氧化硫的物质的量大于丙中;
B.甲与丙为完全等效平衡,平衡时三氧化硫的物质的量相等,则a+c=196.6.

解答 解:A.甲等效为在乙平衡的基础上增大压强,平衡正向移动,甲中反应物转化率大于乙,则a>2b,e>2f,故A错误;
B.甲与丙为完全等效平衡,平衡时相同组分的物质的量相等、浓度相等,则e=g,但反应物转化率不一定50%,则a不一定等于c,但a+c=196.6,故B错误;
C.丁等效为在甲平衡的基础上再加入1mol氧气,平衡正向移动,则丁中三氧化硫的物质的量大于丙中,则aa<d,同时有eh,故C错误;
B.甲与丙为完全等效平衡,平衡时三氧化硫的物质的量相等,设平衡时三氧化硫为n mol,则a+c=196.6,而a=196.6kJ×$\frac{1L×emol/L}{2mol}$=98.3kJ,故c+98.3e=196.6,故D正确,
故选:D.

点评 本题考查化学平衡计算,涉及等效平衡问题,试题培养了学生灵活应用所学知识的能力,注意对等效平衡的理解掌握.

练习册系列答案
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(1)用太阳能分解10mol水消耗的能量是2858kJ;
(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2 H2O(l)△H=-443.5kJ•mol-1
(3)在容积为2L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他条件不变得情况下,考察温度对反应的影响,实验结果如下图所示(注:T1、T2均大于300℃);下列说法正确的是③④(填序号)
①温度为T1时,从反应开始到平衡,生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)=$\frac{{n}_{A}}{{t}_{A}}$mol•L-1•min-1
②该反应在T时的平衡常数比T2时的小
③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时$\frac{n({H}_{2})}{n(C{H}_{3}OH)}$增大
(4)在T1温度时,将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容器中,充分反应达到平衡后,若CO2转化率为a,则容器内的压强与起始压强之比为(2-a):2;
(5)在直接以甲醇为燃料电池中,电解质溶液为酸性,负极的反应式为2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2+12H+、正极的反应式为3O2++12H++12e-=6H2O.理想状态下,该燃料电池消耗1mol甲醇所能产生的最大电能为702.1kJ,则该燃料电池的理论效率为96.6%(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)

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