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. | ①③ | B. | ②③ | C. | ②④ | D. | 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.
(1)制备氯气选用的药品为固体二氧化锰和浓盐酸,则相关的化学反应方程式为:MnO2+4HCl(浓)
装置B中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl;同时装置B亦是安全瓶,监测实验进行时C中是否发生堵塞,请写出发生堵塞时B中的现象长颈漏斗中发生倒吸,液面上升.
(2)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入D
| A | B | C | D | |
| Ⅰ | 干燥的有色布条 | 干燥的有色布条 | 湿润的有色布条 | 湿润的有色布条 |
| Ⅱ | 碱石灰 | 浓硫酸 | 浓硫酸 | 无水氯化钙 |
| Ⅲ | 湿润的有色布条 | 湿润的有色布条 | 干燥的有色布条 | 干燥的有色布条 |
| 实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | |
| CO2 | H2 | CO | |||
| 1 | 800 | 4 | 2.5 | 1.5 | 5 |
| 2 | 830 | 2 | 2 | 1 | 3 |
| 3 | 830 | 2 | 2 | 1 | 1 |
(2)实验3跟实验2相比,改变的条件可能是使用了催化剂或增大了压强
(答一种情况即可);若该反应符合图所示的关系,则在图中Y轴表示CO2或H2的百分含量(或其浓度、质量、物质的量等合理答案即可).
(3)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是bc(多选扣分).
a.容器中压强不变 b.混合气体中c(CO ) 不变
c.v(H2)正=v(H2O)逆 d.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)•c(H2)=c(CO)•c(H2O)由此可以判断此时的温度为830℃.其它条件不变,升高温度,原化学平衡向正反应方向移动(填“正”或“逆”),容器内混合气体的密度不变(填“增大”、“减小”或“不变”).
(5)若在该条件下,将0.4mol CO与0.2mol H2O(g)混合加热到830℃下达到平衡.平衡时CO的转化率33.3%.
| A. | ①②⑥ | B. | ③④ | C. | ①②③④ | D. | ④⑤⑥ |
| A. | SO2、H2S | B. | SO2、NO2 | C. | CO2、NH3 | D. | SO2、Cl2 |