题目内容

如图表示容积固定的2L密闭容器中进行的某可逆反应:A(g)+2B(g)?2C (g)以B的物质的量浓度改变表示的反应速率与时间的关系,已知v的单位是mol/(L.s),则图中阴影部分的面积可表示( )

A.A的物质的量浓度的减少
B.B的物质的量浓度的减少
C.B的物质的量浓度的增加
D.B的物质的量的减少
【答案】分析:观察图象,纵坐标为B的反应速率,横坐标为时间,由微分法可知,二者之积为浓度,故V(正)×t(平衡)表示B向正反应方向进行时减少的浓度,V(逆)×t(平衡)表示B向逆反应方向进行时增大的浓度,故阴影部分的面积表示B向正反应方向进行时“净”减少的浓度,再利用浓度变化量之比等于化学计量数之比判断A的浓度变化,据此解答.
解答:解:V(正)×t(平衡)表示B向正反应方向进行时减少的浓度,V(逆)×t(平衡)表示B向逆反应方向进行时增大的浓度,故阴影部分的面积表示B向正反应方向进行时“净”减少的浓度,即阴影为平衡时B的浓度减少量△c(B),
A、浓度变化量之比等于化学计量数之比,故△c(A)=△c(B),为阴影面积的一半,故A错误;
B、由上述分析可知,阴影为平衡时B的浓度减少量△c(B),故B正确;
C、由上述分析可知,阴影为平衡时B的浓度减少量△c(B),故C错误;
D、阴影为平衡时B的浓度减少量△c(B),容器的体积为2L,阴影部分的面积不能表示B的物质的量的减少量,故D错误;
故选B.
点评:本试题为化学平衡知识的考查,难度较大,可以借助数学微分方法理解v-t时间图象中所围区域面积的含义.
练习册系列答案
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图一是煤化工产业链的一部分,试运用所学知识,回答下列问题:

图一

(1)图一中气体A的俗称是_______________

(2)合成氨工业是煤化工产业链中非常重要的一步。已知有一组数据:破坏1mol氮气中的化学键需要吸收946 kJ能量;破坏0.5mol氢气中的H-H键需要吸收218kJ的能量;形成氨分子中1 mol N-H键能够释放389kJ能量。图二表示合成氨工业过程中能量的变化,请将图中①、②的能量变化的数值,填在下边的横线上。

图二

           kJ ,②            kJ

(3)煤化工产业的重要产品之一甲醇,是一种新型的汽车动力燃料,发达国家等一般通过CO和H2化合制备甲醇,该反应的化学方程式为:CO (g) + 2H2(g)CH3OH(g)

①下列描述中能说明上述反应已达平衡的是_______;

A. 容器内气体的平均摩尔质量保持不变

B.  2v(H2) = v(CH3OH)

C. 容器中气体的压强保持不变

D. 单位时间内生成n molCO的同时生成2n mol H2

②在容积固定的恒温密闭容器中充入CO和H2发生上述反应,反应在第4 min时候达到其限度,此时容器中压强与反应前之比为3︰5,容器内物质的各种物质的量浓度如下表:

时间/浓度

c(CO)(mol/L)

C(H2 )(mol/L)

c(CH3OH)(mol/L)

起始

0.200

0.300

0.000

第4 min

a

b

c

则b=__________________

(4)甲醇—空气燃料电池(DMFC)是一种高效能、轻污染电动汽车的车载电池,其工作原理如下图所示,该燃料电池的电池反应式为2CH3OH (g) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(l),则负极的电极反应式为______________________,正极附近pH值_______________(填写“增大”、“减小”或者“不变”)

 

(10分)美国Bay等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气,其生产流程如右图:

(1)此流程的第II步反应为:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),该反应的化学平衡常数表达式为K=                ;反应的平衡常数随温度的变化如下表:

温度/℃

400

500

830

1000

平衡常数K

10

9

1

 

从上表可以推断:此反应是        (填“吸”或“放”)热反应。在830℃下,若开始时向恒容密闭容器中充入CO与H2O均为1mo1,则达到平衡后CO的转化率为        

(2)在830℃,以下表的物质的量(单位为mol)投入恒容反应器发生上述第II步反应,其中反应开始时,向正反应方向进行的有         (填实验编号);

实验编号

n(CO)

n(H2O)

n(H2)

n(CO2)

A

1

5

2

3

B

2

2

1

1

C

0.5

2

1

1

(3)在一个不传热的固定容积的容器中,判断此流程的第II步反应达到平衡的标志是           

①体系的压强不再发生变化                                   ②混合气体的密度不变

③混合气体的平均相对分子质量不变                ④各组分的物质的量浓度不再改变

⑤体系的温度不再发生变化                                   ⑥v(CO2)v(H2O)

(4)右图表示此流程的第II步反应,在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件浓度发生变化的情况:图中t2时刻发生改变的条件是(写出两种)                          

 

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