题目内容
一定温度下,向体积为2 L的恒容密闭容器中充入1 mol PCl5(g),发生反应:PCl5(g)
PCl3(g)+Cl2(g) ΔH=+Q kJ·mol-1。维持容器温度不变,测得容器内压强随反应时间的变化如图所示。下列说法正确的是
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A.3 s内的平均速率为:v(PCl3)=0.1 mol·L-1·min-1
B.达到平衡时放出0.6Q kJ热量
C.其他条件不变,再向容器中充入1 mol PCl5(g),则达新平衡时,c(PCl5)>0.4 mol·L-1
D.其他条件不变,增大PCl5的浓度,平衡常数减小
解析 A项,恒温、恒容的密闭容器中,气体的物质的量之比等于压强之比,则平衡时混合气体的物质的量为1.6 mol,气体的物质的量增大(1.6-1) mol=0.6 mol,设生成PCl3的物质的量为x,
PCl5(g)
PCl3(g)+Cl2(g) 气体增加的物质的量
1 mol 1 mol
x 0.6 mol
x=
mol=0.6 mol,
v(PCl3)=
=
=0.1 mol·L-1·s-1,时间单位是s不是min,故A错误。B项,该反应是吸热反应不是放热反应,当气体增加1 mol时吸收的热量是Q kJ,则气体增加0.6 mol时吸收的热量是0.6Q kJ,故B错误。C项,平衡体系中再加入1 mol的PCl5,重新到达平衡状态,可以等效为开始加入2 mol的PCl5,体积增大为原来的2倍,达平衡(该平衡与原平衡等效)后再将体积压缩到
原来大小,与原平衡相比,压强增大,平衡向逆反应方向移动,则平衡浓度大于原来的两倍,故C正确。D项,温度不变,平衡常数不变,故D错误。故选C。
答案 C
工业上在合成塔中采用下列反应合成甲醇。
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH=Q kJ·mol-1
(1)下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 ℃ |
| K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
①由表中数据判断Q________0(填“>”、“<”或“=”),该反应在________(填“较高”或“较低”)温度下有利于自发进行。
②某温度下,将2 mol CO和6 mol
H2充入2 L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡测得c(CO)=0.2 mol·L-1,此时对应的温度为____________;CO的转化率为____________。
(2)请在图中画出压强不同,平衡时甲醇的体积分数(φ)随温度(T)变化的两条曲线(在曲线上标出p1、p2,且p1<p2)。
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(3)要提高CO的转化率且提高反应速率,可以采取的措施是________(填字母序号)。
a.升温 b.加入催化剂 c.增加CO的浓度 d.通入H2加压 e.通入惰性气体加压 f.分离出甲醇
(4)已知一定
条件下,CO与H2在催化剂的作用下生成5 mol CH3OH时,能
量的变化为454 kJ。在该条件下,向容积相同的3个密闭容器中,按照甲、乙、丙三种不同的投料方式加入反应物,测得反应达到平衡时的有关数据如下:
| 平衡时数据 | 容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
| 反应物投入量 | 1 mol CO 2 mol H2 | 1 mol CH3OH | 2 mol CH3OH | |
| CH3OH的浓度(mol·L-1) | c1 | c2 | c3 | |
| 反应吸收或放出的能量(kJ) | a | b | c | |
| 体系压强(Pa) | p1 | p2 | p3 | |
| 反应物转化率 | α1 | α2 | α3 |
下列说法正确的是________(填字母序号)。
A.2c1>c3 B.a+b<90.8![]()
C.2p2<p3 D.α1+α3<1