题目内容

一定温度时,在容积一定的密闭容器中,反应A(?)+B(g)  C(g)+D(g)达到平衡后,升高温度容器内气体的密度增大。请回答下列问题:
(1)正反应是        (填“放热”或“吸热”)反应;该反应的化学平衡常数的表达式是             
(2)能判断该反应一定达到平衡状态的依据是         。(填写字母编号)
A.体积分数组成C%=D%
B.单位时间内生成n molA的同时生成n molC
C.温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化
D.温度和体积一定时,容器内压强不再变化
(3)该反应的正反应速率随时间变化的关系如图所示。t2时改了某种条件,改变的条件是     。(填写字母编号)

A.升温           B.加压         C.催化剂        D.增加A的量
(4)升高温度到T℃时,在一密闭容器中充入2mol A和3mol B,发生上述反应。平衡后测得K=1。然后在温度不变的情况下,扩大容器容积至原来的10倍,结果A的百分含量始终未改变,则此时B的转化率是        

(1)吸热   K=[ c(C)·c(D)]/ c(B)  (2)BCD (3)B(4)40%

解析试题分析: (1)容积固定,升高温度,密度增大,说明气体质量增大,所以A为非气体。且正反应是放热反应。A为非气态,不列入平衡常数表达式。
(2)每生成1molC同时生成1molD,无论是平衡状态还是非平衡状态,C和D体积分数均相等,A错误;生成A和生成C分别为逆反应和正反应,且正、逆反应速率相等,是平衡状态,B正确;某一组分浓度不变说明是平衡状态,C正确;因A是非气态,反应前后气体物质的量变化,所以温度和体积一定时,气体压强不变的状态是平衡状态,D正确。
(3)新旧平衡不连续,不可能是改变浓度,D错误;催化剂对平衡移动无影响,C错误;t2后逆反应速率大于正反应速率,说明平衡向逆反应方向移动。因该反应是吸热反应,升高温度,平衡向右移动,A错误;A是非气态,增大压强,平衡向左移动,B正确。
(4)扩大容器体积等效于减小压强,由A的百分含量不变说明此条件下A是气体。设转化的B物质的量为x,K===1,解得x=1.2mol。B的转化率为0.4。
考点: 勒沙特列原理 化学平衡状态的标志 化学平衡常数 转化率

练习册系列答案
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碳酸二甲酯(DMC)是一种近年来受到广泛关注的环保型绿色化工产品。在催化剂作用下,可由甲醇和CO2直接合成DMC:CO2 + 2CH3OH → CO(OCH3)2 + H2O,但甲醇转化率通常不会超过1%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)已知25℃时,甲醇和DMC的标准燃烧热分别为△H1和△H2,则上述反应在25℃时的焓变△H3=_____。
(2)根据反应温度对TON的影响图(下左图)判断该反应的焓变△H________0(填“>”、“=”或“<”),理由是________________________________。

(3)根据反应时间对TON的影响图(上右图),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:________;计算10 h时,甲醇的转化率:________。
(4)根据该研究小组的实验及催化剂用量对TON的影响图(下图),判断下列说法正确的是___  __。

a. 由甲醇和CO2直接合成DMC,可以利用价廉易得的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

(16分)I、用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+ CO2(g)+2H2O(g)     △H=" -574" kJ·mol-l 
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g)       △H=" -1160" kJ·mol-l
③H2O(g)=H2O(1)    △H=-44.0 kJ·mol-l
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(1)的热化学方程式____   
II、开发新能源和三废处理都是可持续发展的重要方面。
(1)由碳的氧化物赢接合成乙醇燃料已进入大规模生产。如采取以CO和H2为原料合成乙醇,化学反应方程式:2CO(g)+4H2(g)-CH3CH2OH(g)+H2O(g);若密闭容器中充有10 mol CO与20mol H2,在催化剂作用下反应生成乙醇:CO的转化率(a)与温度、压强的关系如图所示。

①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态,此时在A点时容器的体积为10L,则该温度下的平衡常数:K=____     
②若A、C两点都表示达到的平衡状态,则白反应开始到达平衡状态所需的时间tA    tC(填 “>”、“<”或“=”)。
(2)日前工业上也可以用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)   CH3OH(g)+H2O(g)△H<0,若将6mo1 CO2和8mol H2充入2L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化的曲线如右图所示(实线)。
①若改变某一实验条件再进行两次实验,测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示,曲线I对应的实验条件改变可能是       ,曲线II对应的实验条件改变可能是____  
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III、用MnO2制KMnO4的工艺流程如图:电解池中两极材料均为碳棒,在水或酸性溶液中K2MnO4发生歧化而变成MnO2和KMnO4

①写出240℃熔融时发生反应的化学方程式              ,投料时必须满足n(KOH):n(MnO2              
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