题目内容

4.向容积为2L的密闭容器中充入2mol A气体和1mol B气体,在一定条件下发生如下反应:2A(g)+B(g)═3C(g);经2s后达到平衡,测得C气体的浓度为0.6mol•L-1.下列说法中正确的是
①用物质A表示该反应的平均反应速率为0.2mol•L-1•s-1
②用物质B表示该反应的平均反应速率为0.2mol•L-1•s-1
③平衡时物质A与B的转化率相等
④平衡时物质B的浓度为0.2mol•L-1(  )
A.①③B.②③C.②④D.①④

分析 ①C的浓度变化为0.6mol/L,根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v(C),根据速率之比等于化学计量数之比计算v(A);
②C的浓度变化为0.6mol/L,根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v(C),根据速率之比等于化学计量数之比计算v(B);
③A、B化学计量数之比为2:1,参加反应的A、B的物质的量之比为2:1,A、B的起始物质的量之比为2:1,平衡时物质A与B的转化率相等;
④根据C的浓度变化量计算B的浓度变化量,平衡时物质B的浓度等于B起始浓度减去B的浓度变化量.

解答 解:①C的浓度变化为0.6mol/L,所以v(C)=$\frac{0.6mol/L}{2s}$=0.3mol/(L•S),速率之比等于化学计量数之比,所以v(A)=$\frac{2}{3}$v(C)=$\frac{2}{3}$×0.3mol/(L•S)=0.2mol/(L•S);故①正确;
②由①知,v(C)=0.3mol/(L•S),速率之比等于化学计量数之比,所以v(B)=$\frac{1}{3}$v(C)=$\frac{1}{3}$×0.3mol/(L•S)=0.1mol/(L•S),故②错误;
③A、B化学计量数之比为2:1,参加反应的A、B的物质的量之比为2:1,A、B的起始物质的量之比为2:1,由方程式2A(g)+B(g)═3C(g)可知,A、B分别转化了0.4mol/L×2L=0.8mol,0.2mol/L×2L=0.4mol,平衡时物质A与B的转化率相等都是$\frac{0.8mol}{2mol}$×100%=$\frac{0.4mol}{1mol}$×100%=40%,故③正确;
④△c(C)=0.6mol/L,根据2A(g)+B(g)?3C(g)可知,△c(B)=$\frac{1}{3}$△c(C)=$\frac{1}{3}$×0.6mol/L=0.2mol/L,所以B平衡浓度为$\frac{1mol}{2L}$-0.2mol/L=0.3mol/L,故④错误;
故选A.

点评 本题考查化学反应速率的计算、化学平衡的有关计算,题目难度中等,注意把握反应速率和化学平衡的计算方法,侧重于考查学生的分析能力和计算能力.

练习册系列答案
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8.1905年德国化学家哈伯发明了合成氨的方法,他因此获得了1918年度诺贝尔化学奖.氨的合成不仅解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿与死亡问题,在国防、能源、轻工业方面也有广泛用途.
Ⅰ.以氨为原料,合成尿素的反应原理为:
2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH2)2(l)+H2O(g)△H=a kJ/mol.
为研究平衡时CO2的转化率与反应物投料比($\frac{n(C{O}_{2})}{n(N{H}_{3})}$)及温度的关系,研究小组在10L恒容密闭容器中进行模拟反应,并绘出下图(Ⅰ、Ⅱ曲线分别表示在不同投料比时,CO2的转化率与温度之间的关系).
(1)a<0 (填“>”或“<”),判断依据是投料比相同时,温度越高,二氧化碳的转化率越低,说明平衡向逆方向移动,正方向为放热反应.
(2)①投料比:Ⅰ<Ⅱ(填“>”或“<”).
②若n(CO2)起始=10mol,曲线Ⅱ的投料比为0.4,在100℃条件下发生反应,达平衡至A点,则A点与起始压强比为5:7.
③A点平衡常数与B点平衡常数间的关系:KA=KB (填“>”或“<”或“=”).B点正反应速率与C点正反应速率间的关系为:v (B)<v (C) (填“>”或“<”或“=”).
(3)若按曲线Ⅰ的投料比投料,在上述实验中压缩容器体积至5L,在上图中画出反应达平衡时的二氧化碳的转化率与温度之间的关系曲线.
(4)为提高CO2转化率可以采取的措施是c.
a.使用催化剂                     
b.及时从体系中分离出部分CO(NH2)2
c.将体系中的水蒸气液化分离
Ⅱ.氨气可用于工业上生产硝酸,其尾气中的NO2可用氨水吸收生成硝酸铵,25℃时,将10molNH4NO3溶于水,溶液显酸性,向该溶液中滴加1L某浓度的氨水,溶液呈中性,则滴加氨水的过程中水的电离平衡将逆向(填“正向”、“逆向”或“不”) 移动,此中性溶液中NH3•H2O的物质的量为0.05mol.(25℃时,NH3•H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5)

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