题目内容

3.一定温度下,在一固定体积的密闭容器中,能判断可逆反应A(s)+3B(g)?2C(g)达到平衡状态的有(  )
①C的生成速率和C的分解速率相等           
②容器中C的体积分数不变
③气体密度不再变化                          
④混合气体的总压强不再变化
⑤A、B、C物质的量之比为1:3:2           
⑥混合气体的平均相对分子质量不变
⑦单位时间内生成a mol A,同时生成3a mol B.
A.3个B.4个C.5个D.6个

分析 根据化学平衡状态的特征解答,当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态.

解答 解:①C的生成速率和C的分解速率相等,正逆反应速率相等,达平衡状态,故正确;           
②容器中C的体积分数不变,正逆反应速率相等,达平衡状态,故正确;
③气体密度不再变化,说明气体的质量不变,达平衡状态,故正确;                          
④混合气体的总压强不再变化,说明气体的物质的量不变,反应达平衡状态,故正确;
⑤当体系达平衡状态时,A、B、C物质的量之比可能为1:3:2,也可能不是1:3:2,与各物质的初始浓度及转化率有关,故错误;           
⑥混合气体的平均相对分子质量不变,说明气体的质量和物质的量不变,反应达平衡状态,故正确;
⑦单位时间内生成a mol A,同时生成3a mol B,都反映的逆反应方向,故错误;
故选C.

点评 本题考查了化学平衡状态的判断,难度不大,注意当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,但不为0.

练习册系列答案
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4.开发新能源是解决环境污染的重要举措,其中甲醇、甲烷是优质的清洁燃料,可制作燃料电池.            
(1)已知:①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H1=-1274.0kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H2=-566.0kJ/mol
③H2O(g)═H2O(l)△H3=-44kJ/mol.
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)+2H2O(l)△H=-442KJ/mol.
(2)生产甲醇的原料CO和H2可由反应CH4(g)+H2O(g)$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO(g)+3H2(g)△H>0得到.
①一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图甲.则P1<P2(填“<”、“>”或“=”,下同).A、B、C三点处对应平衡常数(KA、KB、KC)的大小顺序为KA<KB<KC

②100°C时,将1molCH4和2molH2O通入容积为1L的定容密闭容器中发生反应,能说明该反应已经达到平衡状态的是ac(填序号).
a.容器的压强恒定   b.容器内气体密度恒定
c.3v(CH4)=v(H2)   d.单位时间内消耗0.1molCH4同时生成0.3molH2
(3)甲醇燃料电池(简称DMFC)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染,可作为常规能源的替代品而越来越受到关注.DMFC工作原理如图乙所示:通入a气体的电极是原电池的负极(填“正”“负”),其电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
(4)某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氯化钠溶液电解实验,如图丙所示U形管中氯化钠溶液的体积为800ml.闭合K后,若每个电池甲烷用量均为0.224L(标况),且反应完全,则理论上通过电解池的电量为$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$×8×9.65×104C•mol-1=7.72×103C(列式计算.法拉第常数F=9.65×104C/mol),若产生的气体全部逸出,电解后溶液混合均匀,电解后U形管中溶液的pH为13.

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