题目内容

20.在容积相同的两个密闭容器A和B中,保持温度为423K,同时向A、B中分别加入amol及bmol HI(a>b),可逆反应2HI(g)?H2(g)+I2(g)达到平衡后,下列说法正确的是(  )
A.开始时A容器中的反应速率大于B容器中的反应速率
B.平衡时c(I2)A=c(I2)B
C.HI的平衡分解率:αA>αB
D.平衡时,I2蒸气在混合气体中的体积分数:A容器>B容器

分析 容器A中HI的浓度大于容器B,则A中开始反应速率快,由于A容器中浓度大,故A的压强比B中大,A等效为B平衡的基础上增大压强,由于反应前后气体条件不变,增大压强平衡不移动,则HI的转化率不变,相同物质的含量相同.

解答 解:由于A容器中浓度大,故A的压强比B中大,A等效为B平衡的基础上增大压强,由于反应前后气体条件不变,增大压强平衡不移动,则HI的转化率不变,相同物质的含量相同.
A.容器A中HI的浓度大于容器B,则A中开始反应速率快,故A正确;
B.两容器中平衡时HI的转化率相同,则平衡时c(I2)A>c(I2)B,故B错误;
C.由上述分析可知,HI的平衡分解率:αAB,故C错误;
D.容器A、B中平衡为等效平衡,平衡时I2蒸气在混合气体中的体积分数相等,故D错误,
故选:A.

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素,涉及等效平衡问题,较好的考查学生分析解决问题能力,难度中等.

练习册系列答案
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6.在高温高压下CO具有极高的化学活性,能与多种单质或化合物反应.
(1)若在恒温恒容的容器内进行反应:C(s)+H2O(g)$\stackrel{高温}{?}$CO(g)+H2(g),则可用来判断该反应达到平衡状态的标志有ac(填字母).
a.容器内的压强保持不变          b.容器中H2的浓度与CO的浓度相等
c.容器中混合气体的密度保持不变  d.CO的生成速率与H2的生成速率相等
(2)CO-空气燃料电池中使用的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2-.该电池负极的电极反应式为CO-2e-+O2-=CO2
(3)一定条件下,CO与H2可合成甲烷,反应的化学方程式为CO(g)+3H2(g)?CH4(g)+H2O(g).
①一定条件下,该反应能够自发进行的原因是该反应△H<0.
②已知H2(g)、CO(g)和 CH4(g)的燃烧热分别为285.8kJ•mol-1、283.0kJ•mol-1和890,.0kJ•mol-1.写出 C O与H2反应生成CH4和CO2的热化学方程式:2CO(g)+2H2(g)?CH4(g)+C02(g)△H=-247.6kJ•mol-1
(4)工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,反应的热化学方程式如下:
CH3OH(g)+CO(g)$?_{△}^{催化剂}$HCOOCH3(g)△H=-29.1kJ•mol-1
科研人员对该反应进行了研究,部分研究结果如下:

①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看,工业制取甲酸甲酯应选择的压强是3.5×106Pa~4.0×106Pa.
②实际工业生产中采用的温度是80℃,其理由是高于80℃时,温度对反应速率影响较小;且反应放热,升高温度时平衡逆向移动,转化率降低.
9.研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义.
(1)已知:
Fe2O3(s)+3C(s)═2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJ•mol-1
C(s)+CO2(g)═2CO(g)△H2=+172.5kJ•mol-1
 则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJ•mol-1
(2)分离高炉煤气得到的CO与空气可设计成燃料电池(以KOH溶液为电解液).
写出该电池的负极反应式:CO+4OH--2e-=CO32-+2H2O.
(3)CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,在两种温度下发生反应:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g) 测得CH3OH的物质的量随时间的变化见图.
①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K>K(填“>”或“=”或“<”).
容  器
反应物投入量1molCO2、3molH2a molCO2、b molH2
c molCH3OH(g)、c molH2O(g)
②一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡.若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍,要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则c的取值范围为0.4<n(c)≤1.
③一定温度下,此反应在恒压容器中进行,能判断该反应达到化学平衡状态的依据是bd.
a.容器中压强不变     b.H2的体积分数不变   c.c(H2)=3c(CH3OH)
d.容器中密度不变     e.2个C=O断裂的同时有6个H-H断裂.

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