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7.在一个固定体积的密闭容器中,加入4mol A和2mol B发生反应:2A(g)+B(g)?3C(g)+D(g)达到平衡时,C的浓度为Wmol/L,若维持容器体积和温度不变,按下列四种方法改变起始物质,达到平衡后,C的浓度仍为Wmol/L的是(  )
A.8molA+4molBB.2molA+1molB+3molC+1molD
C.6molC+2molD+2molA+1molBD.2molA+1molB

分析 恒温恒容下,反应2A(g)+B(g)?3C(g)+D(g)经过不同途径达到平衡后,C的浓度仍为W mol/L,说明新平衡与原平衡互为等效平衡,将其它所有量按化学计量数转化到左边,满足n(A)=4mol、n(B)=2mol即可,据此进行判断.

解答 解:恒温恒容下,不同途径的该可逆反应达到平衡后,C的浓度仍为W mol/L,说明与原平衡为等效平衡,
根据2A(g)+B(g)?3C(g)+D(g)
      4mol     2mol        6mol       2mol
可知,按化学计量数转化到左边,一定满足:n(A)=4mol、n(B)=2mol,
A.8mol A+4mol B与4molA+2molB不相等,在温度、体积不变的条件下不属于等效平衡,故A错误;
B.按照计量数将3molC、1molD转化成反应物,则2molA+1molB+3molC+1molD相当于4molA+2molB,与原平衡互为等效平衡,达到平衡后,C的浓度仍为Wmol/L,故B正确;
C.按照计量数将3molC、1molD转化成反应物,则6molC+2molD+2molA+1molB相当于6molA+3molB,在温度、体积不变的条件下不属于等效平衡,故C错误;
D.开始加入2mol A+1mol B与4molA+2molB不相等,在温度、体积不变的条件下不属于等效平衡,故D错误;
故选B.

点评 本题考查了等效平衡的判断及应用,题目难度中等,正确构建等效平衡为解答关键,注意掌握同温同压、同温同容条件下的等效平衡的区别,试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力.

练习册系列答案
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12.大气中CO2含量的增加会加剧温室效应,为减少其排放,需将工业生产中产生的CO2分离出来进行储存和利用.
(1)CO2与NH3反应可合成化肥尿素[化学式为CO(NH22].已知:
①2NH3(g)+CO2(g)═NH2CO2NH4(s)△H=-159.5KJ/mol
②NH2CO2NH4(s)═CO(NH22(s)+H2O(g)△H=+116.5KJ/mol
③H2O(l)═H2O(g)△H=+44.0KJ/mol
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH22(s)+H2O(l)△H=-87.0KJ/mol
(2)CO2与H2也可用于合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H
①取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均相同),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线(如图1),则上述CO2转化为甲醇反应的△H<0(填“>”、“<”或“=”).

②图2为CO2的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n(H2):n(CO2)=4:1]
a.计算CO2和H2制甲醇反应在图中A点的平衡常数Kp=$\frac{3}{14}{m}^{2}(MP)^{2}$, (p2为m MPa)
b.图中压强p1、p2、p3、p4的大小顺序为p1<p2<p3<p4
c.若温度不变,减小反应物投料比$\frac{n({H}_{2})}{n(C{O}_{2})}$,K的值不变(填“增大”、“减小”或“不变”).
(3)利用太阳能和缺铁氧化物(如Fe0.9O)可将富集到的廉价CO2热解为碳和氧气,实现CO2再资源化,转化过程如图3所示,若用1mol缺铁氧化物(Fe0.9O)与足量CO2完全反应可以生成0.1 mol C(碳).
(4)以$\frac{Ti{O}_{2}}{C{u}_{2}A{l}_{2}{O}_{4}}$为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸.在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系见图4.请解释图中250~400℃时温度升高与乙酸的生成速率变化的关系在250-300℃过程中,催化剂是影响速率的主要因素,因此催化效率的降低,导致反应速率也降低;而在300-400℃时,催化效率低且变化程度较小,但反应速率增加较明显,因此该过程中温度是影响速率的主要因素,温度越高,反应速率越大.

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