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6.在10L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g),发生反应X(g)+Y(g)?M(g)+N(g),所得实验数据如下表,下列说法正确的是(  )
实验编号温度/℃起始时物质的量/mol平衡时物质的量/mol
n(X)n(Y)n(M)
①7000.400.100.090
②8000.100.400.080
③8000.200.30a
④9000.100.15b
A.实验①中,若5min 时测得 n(M)=0.050 mol,则0至5 min时间内,用N表示的平均反应速率v(N)=1.0×10-2 mol/min
B.实验②中,该反应的平衡常数K=2.0
C.实验③中,达到平衡时,X的转化率为60%
D.实验④中,达到平衡时,b>0.060

分析 A.根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v(M),再利用速率之比等于化学计量数之比计算v(N);
B.由表中数据,计算平衡时其它组分的物质的量,由于反应中气体的化学计量数相等,可以用物质的量代替浓度代入平衡常数表达式K=$\frac{c(M)×c(N)}{c(X)×c(Y)}$计算;
C.温度不变平衡常数不变,用a表示出平衡时各组分物质的量,再根据平衡常数列方程计算解答;
D.实验①、②若温度相同,X、Y按1:1反应,二者物质的量相互交换,平衡时生成物物质的量相等,实验②中温度较高,平衡时M的物质的量减小,说明升高温度平衡逆向移动,则正反应为放热反应,若④的温度为800℃,恒容体系中,气体体积不变的反应,实验④与③为等效平衡,平衡时b=$\frac{1}{2}$a,但④的实际温度为900℃,相比较800℃,平衡逆向移动,则b<$\frac{1}{2}$a.

解答 解:A.速率之比等于化学计量数之比,则v(N)=v(M)=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.05mol}{10L}}{5min}$=1.0×10-3mol/(L•min),故A错误;
B.          X(g)+Y(g)?M(g)+N(g)
起始(mol):0.1    0.4     0      0
转化(mol):0.08    0.08    0.08   0.08
平衡(mol):0.02    0.32    0.08   0.08
由于反应中气体的化学计量数相等,可以用物质的量代替浓度计算平衡常数,故实验②中,该反应的平衡常数K=$\frac{c(M)×c(N)}{c(X)×c(Y)}$=$\frac{0.08×0.08}{0.02×0.32}$=1,故B错误;
C. 温度不变平衡常数不变,平衡时M为amol,则:
             X(g)+Y(g)?M(g)+N(g)
起始(mol):0.2    0.3     0      0
转化(mol):a       a      a      a
平衡(mol):0.2-a  0.3-a    a      a
则K=$\frac{a×a}{(0.2-a)×(0.3-a)}$=1,解得a=0.12,实验③中,X的转化率=$\frac{0.12mol}{0.2mol}$×100%=60%,故C正确;
D.实验①、②若温度相同,X、Y按1:1反应,二者物质的量相互结合,平衡时生成物物质的量相等,实验②中温度较高,平衡时M的物质的量减小,说明升高温度平衡逆向移动,则正反应为放热反应,若④的温度为800℃,恒容体系中,气体体积不变的反应,实验④与③为等效平衡,平衡时b=$\frac{1}{2}$a=0.06mol,但④的实际温度为900℃,相比较800℃,平衡逆向移动,则b<0.06,故D错误.
故选:C.

点评 本题考查化学平衡计算、化学反应速率、化学平衡常数、化学平衡的影响因素等,难度中等,D选项为易错点,注意利用等效思想解答.

练习册系列答案
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14.硫代硫酸钠是一种重要的化工产品.工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3•5H2O,实验室可用如下装置(略去部分加持仪器)模拟生成过程.

烧瓶C中发生反应如下:
Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)=Na2SO3(aq)+H2S(aq)   (I)
2H2S(aq)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l)                 (Ⅱ)
S(s)+Na2SO3(aq)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3(aq)                   (Ⅲ)
(1)仪器组装完成后,关闭两端活塞,向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液注,若液柱高度保持不变,则整个装置气密性良好.装置D的作用是防止倒吸.装置E中为NaOH溶液.
(2)为提高产品纯度,应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应,则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为2:1.
(3)装置B的作用之一是观察SO2的生成速率,其中的液体最好选择c.
a.蒸馏水  b.饱和Na2SO3溶液c.饱和NaHSO3溶液  d.饱和NaHCO3溶液
(4)实验中,为使SO2缓慢进入烧瓶C,采用的操作是控制滴加硫酸的速度.
(5)已知反应(Ⅲ)相对较慢,则烧瓶C中反应达到终点的现象是溶液变澄清(或浑浊消失).
(6)反应终止后,烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩冷却,过滤,洗涤,干燥,即得到粗产品(主要含有Na2S2O3•5H2O和其他杂质).某兴趣小组为测定该产品纯度,准确称取4.96 g产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.1000 mol•L?1碘的标准溶液滴定.反应原理为:2S2O32-+I2=S4O62-+2I?,滴定至终点时,滴定起始和终点的液面位置如图,则产品的纯度为18.1%.经仪器分析,该产品纯度为16%,分析该兴趣小组测定产品纯度偏差的原因(忽略人为误差)粗产品中含有Na2SO3(或Na2S)可以消耗I2,使消耗的碘水体积偏大.[M(Na2S2O3•5H2O)=248g/mol].

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