题目内容

7.相同温度下,在体积相等的三个恒容密闭容器中发生可逆反应:
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol
实验测得起始、平衡时的有关数据如下表:
容器编号起始时各物质物质的量/mol平衡时反应中的能量变化
N2H2NH3
①130放出热量a kJ
②230放出热量b kJ
③260放出热量c kJ
下列叙述正确的是(  )
A.N2的转化率:②>①>③B.三个容器内反应的平衡常数:③>①>②
C.平衡时氨气的体积分数:①>③D.放出热量关系:2a<c<184.8 kJ

分析 A.②等效在①平衡的基础上再加入1mol氮气,与①相比,氮气的转化率减小,③等效在②中平衡基础上再加入3mol氢气,平衡正向移动,氮气转化率增大,而③等为在①中平衡基础上压强增大,平衡正向移动,氮气转化率增大;
B.平衡常数只与温度有关,故三种情况下平衡常数相等;
C.③等为在①中平衡基础上压强增大,平衡正向移动,氨气体积分数增大;
D.③等为在①中平衡基础上压强增大,平衡正向移动,反应物转化率增大,故③中反应的氮气物质的量大于①中的2倍,可能反应不能完全转化,反应的氮气小于2mol.

解答 解:A.②等效在①平衡的基础上再加入1mol氮气,与①相比,氮气的转化率减小,③等效在②中平衡基础上再加入3mol氢气,平衡正向移动,与②相比,氮气转化率增大,而③等为在①中平衡基础上压强增大,平衡正向移动,氮气转化率增大,故氮气的转化率③>①>②,故A错误;
B.平衡常数是只与温度有关的物理量,与物质的浓度无关,温度相等平衡常数相等,故B错误;
C.③等为在①中平衡基础上压强增大,平衡正向移动,平衡时氨气的体积分数:①<③,故C错误;
D.③等为在①中平衡基础上压强增大,平衡正向移动,反应物转化率增大,故③中反应的氮气物质的量大于①中的2倍,可能反应不能完全转化,反应的氮气小于2mol,由热化学方程式可知,2mol氮气反应放出热量为184.8 kJ,故放出热量关系:2a<c<184.8 kJ,故D正确,
故选:D.

点评 本题考查化学平衡计算,适合利用等效平衡思想解答,构建平衡建立的途径是解题的关键.

练习册系列答案
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19.开发、使用清洁能源发展“低碳经济”,正成为科学家研究的主要课题.氢气、甲醇是优质的清洁燃料
Ⅰ、已知:①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H1=-1275.6kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-566.0kJ/mol
③H2O(g)=H2O(1)△H3=-44.0kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=-442.8kJ•mol-1.
Ⅱ、工业上采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H=Q kJ/mol
(1)下列一定能说明该可逆反应达到化学平衡状态的是(填字母序号)CD.
A.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等     B.混合气体的密度不变
C.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化      D.混合气体的平均相对分子质量不变
(2)如表所列数据是该可逆反应在不同温度下的化学平衡常数(K).
温度250℃300℃350℃
K2.0410.2700.012
①由表中数据判断Q<0(填“>”、“<”或“=”).
②某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡测得c(CO)=0.2mol/L,此时对应的温度为250℃℃;CO的转化率为80%;
(3)一定温度下,将1mol CO和3molH2分别充入容积均为1L的甲(恒压)、乙(恒容)密闭容器中.若经过60s乙容器中反应达到平衡,则甲容器中达到平衡时所需的时间<60s(填“>”、“<”或“=”).
(4)要提高CO的转化率并且提高反应速率,可采取的措施是D(填字母).
A.升温        B.加入催化剂       C.增加CO的浓度
D.体积不变通入H2     E.体积不变通入惰性气体   F.分离出甲醇.

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