题目内容

15.将E和F加入密闭容器中,在一定条件下发生反应:E(g)+F(s)?2G(g).忽略固体体积,平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如表所示:


压强/MPa
体积分数/%
温度/℃
1.02.03.0
81054.0ab
915c75.0d
1000ef83.0
①b<f      ②915℃、2.0MPa时E的转化率为60%③该反应的△S>0      ④K(1000℃)<K(810℃)
上述①~④中正确的有(  )
A.①B.②④C.①②③D.①②③④

分析 ①.该反应为体积增大的反应,故加压时,平衡逆向移动,G的体积分数减小,从表中第一行数据可得:54.0>a>b,结合表中第3列数据,可确定75.0>a,说明升高温度平衡向正反应方向移动,则f>75.0>a;
②.设起始时E为a mol,平衡时转化x mol,由于F为固体,对平衡无影响,则平衡时E为(a-x)mol,G为2x mol,再结合G的体积分数列方程确定a、x关系,进而计算E的转化率;
③.正反应气体物质的量增大,为熵增反应;
④.第3列数据中f>75.0>a,说明升高温度平衡向正反应方向移动,平衡常数增大.

解答 解:①.该反应为体积增大的反应,故加压时,平衡逆向移动,G的体积分数减小,从表中第一行数据可得:54.0>a>b,结合表中第3列数据,可确定75.0>a,说明升高温度平衡向正反应方向移动,则f>75.0>a,故b<f,故①正确;
②.设起始时E为a mol,平衡时转化x mol,由于F为固体,对平衡无影响,则平衡时E为(a-x)mol,G为2x mol,则$\frac{2x}{(a-x)+2x}$×100%=75%,解得x=0.6a,所以E的转化率为$\frac{x}{a}$×100%=60%,故②正确;
③.正反应气体物质的量增大,为熵增反应,故△S>0,故③正确;
④.第3列数据中f>75.0>a,说明升高温度平衡向正反应方向移动,平衡常数增大,则平衡常数K(1000℃)>K(810℃),故④错误,
故选:C.

点评 本题考查化学平衡计算,旨在考查学生对数据的分析能力、计算能力,难度中等.

练习册系列答案
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20.CoCl2•6H2O是一种饲料营养强化剂.一种利用水钴矿(主要成分为Co2O3、Co(OH)3,还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等)制取CoCl2•6H2O的工艺流程如图1:已知:①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等;
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:(金属离子浓度为:0.01mol/L)
沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3Mn(OH)2
开始沉淀2.77.67.64.07.7
完全沉淀3.79.69.25.29.8
③CoCl2•6H2O熔点为86℃,加热至110~120℃时,失去结晶水生成无水氯化钴.
(1)水钴矿进行预处理时加入Na2SO3的主要作用是将Fe3+、Co3+还原.
(2)写出NaClO3在浸出液中发生主要反应的离子方程式ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O;若不慎向“浸出液”中加过量NaClO3时,可能会生成有毒气体,写出生成该有毒气体的离子方程式ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O.
(3)“加Na2CO3调pH至a”,a的取值范围是5.2≤a≤7.6;过滤所得到的沉淀成分为Fe(OH)3、Al(OH)3.
(4)“操作1”中包含3个基本实验操作,它们依次是蒸发浓缩、冷却结晶和过滤.制得的CoCl2•6H2O在烘干时需减压烘干的原因是降低烘干温度,防止产品分解.
(5)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图2.向“滤液”中加入萃取剂的目的是除去溶液中的Mn2+;其使用的最佳pH范围是B.

A.2.0~2.5     B.3.0~3.5         C.4.0~4.5     D.5.0~5.5
(6)为测定粗产品中CoCl2•6H2O的含量,称取16.4g的粗产品溶于水配成100.0mL溶液,从中取出25.0mL与足量AgNO3溶液混合,过滤、洗涤、将沉淀烘干后称其质量为4.6g,则粗产品中CoCl2•6H2O的质量分数是93.0%.(结果保留小数点后一位数字)

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