题目内容

20．一定温度下，在三个容积均为2.0L的恒容密闭容器中发生反应：
2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）
各容器中起始物质的量与反应温度如下表所示，反应过程中甲、丙容器中CO2的物质的量随时间变化关系如图所示：
 容器 温度/℃ 起始物质的量/mol
 NO（g） CO（g）
 甲 T1 0.20 0.20
 乙 T1 0.30 0.30
 丙 T2 0.20 0.20
下列说法正确的是（　　）
A．该反应的正反应为吸热反应
B．达到平衡时，乙中CO2的体积分数比甲中的小
C．T1℃时，若起始时向甲中充入0.40molNO、0.40molCO、0.40molN2和0.40molCO2，则反应达到新平衡前v（正）＜v（逆）
D．T2℃时，若起始时向丙中充入0.06molN2和0.12molCO2，则达平衡时N2的转化率大于40%

分析 A．先拐先平温度高，甲平衡状态二氧化碳物质的量小，说明温度越高平衡逆向进行；
B．乙中可以看做是甲起始量达到平衡状态，再加入0.1molNO和0.1molCO，相当于增大平衡压强，平衡正向进行；
C．甲状态下平衡时CO2物质的量为0.10mol，结合三行计算计算平衡常数，依据起始量计算浓度商和平衡常数比较判断反应进行方向；
D．T2℃时，依据图象可知平衡状态下CO2物质的量为0.12mol，若起始时向丙中充入0.06mol N2和0.12 mol CO2，反应逆向进行得到平衡状态，和起始量为0.12molNO和0.12molCO达到的平衡等效，和起始量0.2molCO、0.2molNO相比，相当于减少了NO、CO各0.08mol，相当于压强减小平衡逆向进行．

解答 解：A.2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g），先拐先平温度高，甲状态温度高于丙，T1＞T2，此时甲平衡状态二氧化碳物质的量小，说明温度越高平衡逆向进行，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，故A错误；
B．乙中可以看做是甲起始量达到平衡状态，再加入0.1molNO和0.1molCO，相当于增大平衡压强，平衡正向进行，达到平衡时，乙中CO2的体积分数比甲中的大，故B错误；
C．甲状态下平衡时CO2物质的量为0.10mol，结合三行计算计算平衡常数，
2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）
起始量（mol/L） 0.1 0.1 0 0
变化量（mol/L） 0.05 0.05 0.025 0.05
平衡量（mol/L） 0.05 0.05 0.025 0.05
K=$\frac{0.05{\;}^{2}×0.025}{0.05{\;}^{2}×0.05{\;}^{2}}$=10，
T1℃时，若起始时向甲中充入0.40 mol NO、0.40mol CO、0.40mol N2和0.40mol CO2，Qc=$\frac{0.20{\;}^{2}×0.20}{0.20{\;}^{2}×0.20{\;}^{2}}$=5＜K=10，则反应达到新平衡前v（正）＞v（逆），故C错误；
D．T2℃时，平衡状态CO2物质的量为0.12mol，
2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）
起始量（mol） 0.2 0.2 0 0
变化量（mol） 0.12 0.12 0.06 0.12
平衡量（mol） 0.08 0.08 0.06 0.12
2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）
起始量（mol） 0 0 0.06 0.12
转化量 0.12 0.12 0 0
则起始时向丙中充入0.06mol N2和0.12 mol CO2，反应逆向进行得到平衡状态，和起始量为0.12molNO和0.12molCO达到的平衡等效，所以再和起始量0.2molCO、0.2molNO相比，相当于减少了NO、CO各0.08mol，压强减小平衡逆向进行，所以氮气转化率大于40%，故D正确；
故选D．

点评 本题考查了化学平衡影响因素，数据分析判断，主要是平衡常数的计算和图线的理解应用，掌握基础是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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17．下列离子方程式正确的是（　　）
A．铁与稀硫酸反应：2Fe+6H+═2Fe3++3H2↑
B．石灰乳与稀盐酸反应：H++OH-═H2O
C．氢氧化镁溶于盐酸：Mg（OH）2+2H+═Mg2++2H2O
D．铜片插入硝酸银溶液中：Cu+Ag+═Cu2++Ag
11．在一容积为2L的密闭容器中，加入0.2mol的N2和0.6mol的H2，在一定条件下发生如下反应：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0．反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如图所示，请回答下列问题：                       
（1）根据图象，计算从反应开始到平衡时，用NH3表示的平均反应速率v（NH3）=0.025mol•L-1•min-1．  
（2）该反应达到平衡时N2的转化率为50%．  
（3）反应达到平衡后，第5min末，若保持其他条件不变，仅改变反应温度，则NH3的物质的量浓度不可能为a（填序号）．   
a．0.20mol•L-1   b．0.12mol•L-1   c．0.10mol•L-1  d．0.08mol•L-1   
（4）判断该反应达到平衡状态的标志是bcd（填字母）；
a．N2和NH3浓度相等         b．NH3百分含量保持不变  c．容器中气体的压强不变
d．NH3和H2的生成速率之比为2：3      e．容器中混合气体的密度保持不变
（5）反应达到平衡后，第5min末，若保持其他条件不变，只把容器的体积缩小一半，平衡向正反应方向移动（填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”）． 
（6）在第5min末将容器的体积缩小一半后，若在8min末达到新的平衡（此时NH3的浓度约为0.25mol•L-1），请在图中画出第5min末到9min时NH3浓度的变化曲线．
8．已知25℃时KSP（PbSO4）=1.6×10-8、KSP（BaSO4）=1.1×10-10，该温度下PbSO4在不同浓度的硫酸中的溶解度如图所示．下列有关说法不正确的是（　　）
A．图中A点c（SO42-）=7mol•L-1
B．过滤的PbSO4沉淀，用稀硫酸洗涤，可以减少沉淀损耗
C．硫酸浓度大于5mol•L-1时，PbSO4溶解度增大的原因是转化成Pb（HSO4）2
D．将Pb（NO3）2、Ba（NO3）2混合溶液滴入稀硫酸中，能生成PbSO4和BaSO4两种沉淀
15．氢能是一种极具发展潜力的清洁能源，硫碘循环制氢主要的热化学方程式为：
Ⅰ．SO2（g）+2H2O（l）+I2（g）=H2SO4 （l）+2HI（g）△H=35.9kJ/mol
Ⅱ.2H2SO4（l）=2SO2（g）+O2（g）+2H2O（l）△H=470kJ/mol
Ⅲ.2HI（g）=H2（g）+I2（g）△H=14.9kJ/mol
（1）反应2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）的△H=-571.6mol•L-1．
（2）反应Ⅰ在液相中发生称为bensun反应，向水中加入1mol SO2和3mol I2，在不同温度下恰好完全反应生成的n（SO42-）和n（Ix-）的变化见图甲．
①Ix-中x=3．②温度达到120℃时，该反应不发生的原因是此温度下碘单质、水、二氧化硫均为气态，气相中不发生反应．
（3）反应Ⅲ是在图乙中进行，其中的高分子膜只允许产物通过，高分子膜能使反应程度增大（填“增大”、“减小”或“不变”），在该装置中为了进一步增大达平衡时HI的分解率；不考虑温度的影响，还可以采取的措施为向装置中通入氮气（或其它“惰性”气体）吹出产物．
（4）图丙是一种制备H2的方法，装置中的MEA为允许质子通过的电解质膜．
①写出阳极电极的反应式：CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+．

②电解产生的氢气可以用镁铝合金（Mg17Al12）来储存，合金吸氢后得到仅含一种金属的氢化物（其中氢的质量分数为0.077）和一种金属单质，该反应的化学方程式为Mg17Al12+17H2=17MgH2+12Al．
5．苯乙烯（）是生产各种塑料的重要单体，可通过乙苯催化脱氢制得：CH2CH3（g）$\stackrel{催化剂}{?}$=CH2（g）+H2（g）△=-Q1kJ．mol-1
（1）苯乙烯可聚合生成聚苯乙烯，该聚合物的结构简式为．
（2）已知、、H2（g）的燃烧热（△H）分别为-Q1 kJ•mol-1、-Q2kJ•mol-1、-Q3 kJ•mol-1，写出Q与Q1、Q2、Q3的关系式Q2+Q3-Q1．
（3）500℃时，在恒容密闭容器中，充入a mol乙苯，反应达到平衡后容器内气体的压强为P；若再充入bmol的乙苯，重新达到平衡后容器内气体的压强为2P，则a＜b（填“＞”、“＜”或“=”），乙苯的转化率将减小（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）在实际生产中，常保持总压0.1Mpa不变，并向反应体系加入稀释剂，如CO2、N2等．反应混合气物质的量之比及反应温度与乙苯（EB）脱氢转化率关系（N2不参与反应）如图所示．
①由图判断Q＞0（填“＞”或“＜”），依据是随着温度升高，乙苯的平衡转化率增大．
②A、B两点对应的正反应速率较大的是B．
③A点乙苯的转化率比B点高，原因是保持总压不变，充入N2，容器体积增大，各组分的浓度同倍数减小，利于反应正向进行，乙苯转化率增大．
④用平衡分压代替平衡浓度计算，其中，分压=总压×物质的量分数．则600℃时的平衡常数Kp=0.019MPa．（保留两位小数）
12．丙烯（C3H6）是制造聚丙烯、丙烯腈等化工产品的原料．目前正在开发丙烷（C3H8）裂解制取丙烯，其原理为C3H8（g）?C3H6（g）+H2（g）△H．回答下列问题：
（1）下表为几种共价键的键能．
 共价键 C-C C=C C-HH-H 
 键能/KJ•mol-1 348 615 413436
则上述丙烷裂解反应的△H=+123KJ/mol
（2）在密闭容器中充入一定量的丙烷和适量的稀有气体，测得丙烷的平衡转化率随温度的变化关系如图所示．
①图中压强p1＜（填“＞”“＜”或“=”，下同）p2；
②B点在0.2Mpa及对应温度下，v（正）＞v（逆）．
③图中A点的平衡常数K=8.33KPa（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）．
④提高丙烷转化率的措施是升温（任填一种）
（3）丙烷在脱氢生成丙烯时还会生成乙烯，该副反应的化学方程式为C3H8$\stackrel{催化剂}{→}$C2H4+CH4；
（4）近年来研究人员采用了添加二氧化碳重整丙烷制取丙烯，其原理为C3H8（g）+CO2（g）?C3H6（g）+CO（g）+H2O（g），有关数据如表所示．
不同温度下C3H8脱氢反应的平衡转化率
n（CO2）/n（C3H8）温度/K 600 700 800900 1000
 0：1 1.0% 6.3% 24.4% 59.6% 87.0%
 1：1 2.7% 12.9% 41.6% 78.0% 94.5%
 1：2 3.7% 17.2% 50.9% 85.3% 97.1%
 1：3 4.0% 20.5% 57.7% 89.5% 98.2%
①二氧化碳重整丙烷制取丙烯的反应属于吸热（填“放热”或“吸热”）反应．
②从表中数据可知，最合适的$\frac{n（C{O}_{2}）}{n（{C}_{3}{H}_{8}）}$=1：3．
③二氧化碳重整法相对于丙烷直接裂解脱氢制丙烯的优点是可以提高丙烷的转化率，可以将二氧化碳资源化利用的同时得到燃气．
9．下列有关说法正确的是（　　）
A．用惰性电极电解1L1mol•L-1的CuSO4溶液，当阴极析出3.2g铜时，加入0.05molCu（OH）2固体可将溶液恢复至原浓度
B．Hg（l）+H2SO4（aq）═HgSO4（aq）+H2（g）常温下不能自发进行，说明△H＞0
C．已知25℃时，Ksp（AgCl）=1.8×10-10、Ksp（Ag2CrO4）=2.0×10-12，所以AgCl的溶解度大于Ag2CrO4的溶解度
D．25℃时，向0.1 mol•L-1 CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体，该溶液中水的电离程度将增大，且Kw不变
10．设NA为阿佛加德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）
A．标准状况下，5.6 L四氯化碳含有的分子数为0.25NA
B．标准状况下，14 g氮气与11.2LNH3含有的原子数相同
C．标准状况下，22.4 L任意比的氢气和氯气的混合气体中含有的分子总数均为NA
D．物质的量浓度为0.5mol/L MgCl2溶液，含有Cl-离子数为1NA

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