题目内容

13.一定温度下,在3个体积均为1.0L的容量密闭容器中反应2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g) 达到平衡,下列说法正确的是(  )
容器温度/℃物质的起始浓度/mol•L-1物质的平衡浓度/mol•L-1
c(H2) 
 
c(CO) c(CH3OH) c(CH3OH) 
Ⅰ400  0.20 0.10 00.080 
Ⅱ 400 0.40 0.20 0 
Ⅲ 500 00 0.10 0.025
A.该方应的正反应放热
B.达到平衡时,容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大
C.达到平衡时,容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍
D.达到平衡时,容器Ⅲ中的反应速率比容器Ⅰ中的大

分析 对比Ⅰ、Ⅲ,如温度相同,0.1mol/L的CH3OH相当于0.20mol/L的H2和0.1mol/L的CO,为等效平衡,但Ⅲ温度较高,平衡时CH3OH较低,说明升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,对比Ⅰ、Ⅱ,在相同温度下反应,但Ⅱ浓度较大,由方程式可知,增大浓度,平衡正向移动,以此解答该题.

解答 解:A.对比Ⅰ、Ⅲ,如温度相同,0.1mol/L的CH3OH相当于0.20mol/L的H2和0.1mol/L的CO,为等效平衡,但Ⅲ温度较高,平衡时CH3OH较低,说明升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,故A正确;
B.对比Ⅰ、Ⅱ,在相同温度下反应,但Ⅱ浓度较大,由方程式2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)可知,增大浓度,平衡正向移动,该反应正向为体积减小的反应,增大浓度转化率会增大,则容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的小,故B错误;
C.Ⅱ浓度较大,Ⅲ温度较高,增大浓度平衡正向移动,升高温度平衡逆向移动,Ⅲ的转化率降低,Ⅲ中相当于起始C(H2)为Ⅱ的一半,平衡时Ⅱ中C(H2)小于Ⅲ中的两倍,故C错误;
D.对比Ⅰ、Ⅲ,Ⅲ温度较高,浓度相当,升高温度,反应速率增大,故D正确.
故选AD.

点评 本题考查化学反应速率的影响,涉及等效平衡问题,为高频考点,侧重于学生的分析能力的考查,题目难度不大,但易错,答题时注意把握反应的特点以及平衡的影响因素.

练习册系列答案
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3.回答下列问题:
(1)为了减少空气中SO2的排放,常采取的措施有:
①将煤转化为清洁气体燃料.
已知:2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H1=-d kJ•mol-1
2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H2=-e kJ•mol-1
C燃烧热为  f kJ•mol-1(d、e、f 均大于0)
写出CO与水蒸气反应生成CO2和H2的热化学方程式:CO(g)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=(0.5d+0.5e-f)kJ•mol-1.
②将含SO2的烟气通过洗涤剂Y,再加入稀硫酸,既可以回收SO2,同时又可以得到化肥,上述洗涤剂Y可以是ce(填序号)
a.Ca(OH)2      b.CaCl2 c.K2CO3       d.NaHSO3e.NH3•H2O
(2)卤素互化物BrF3是强氧化剂,遇水发生水解反应,用下列化学方程式表示:
3BrF3+5H2O═HBrO3+Br2+9HF+O2,若反应中有5mol水发生氧化反应,则被水还原的BrF3的物质的量是$\frac{10}{3}$mol
(3)磷酸(H3PO4)在水溶液中各种存在形式物质的量分数δ随pH的变化曲线如图1:

①向Na3PO4溶液中滴入稀盐酸后,pH从5降低到0的过程中发生的主要反应的离子方程式为H2PO4-+H+=H3PO4.
②从图中推断:NaH2PO4和Na3PO4两盐不能在同一溶液中大量共存(填写“能”或者“不能”).
(4)二茂铁是一种金属有机配合物,是燃料油的添加剂,高温润滑剂等.二茂铁中配离子为C5H5-,其对应的环状分子C5H6的核磁共振氢谱为图2中的a,C5H6与Br2 1:1加成后产物有M、N两种,M的核磁共振氢谱为图2中的b,写出环状分子C5H6的结构简式;分子N中含有2个手性碳原子.
4.氮及其化合物在生产、生活中具有重要作用.
(1)利用NH3的还原性可消除氮氧化物的污染,相关热化学方程式如下:
H2O(l)=H2O(g)△H1=+44.0kJ•mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H2=+229.3kJ•mol-1
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)△H3=-906.5kJ•mol-1
则:4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l)△H4=-2317kJ•mol-1.
(2)使用NaBH4为诱导剂,可使Co2+与肼(N2H4)在碱性条件下发生反应,制得高纯度纳米钴,并产生可参与大气循环的气体
①写出该反应的离子方程式:2Co2++N2H4+4OH-=2Co↓+N2↑+4H2O.
②在纳米钴的催化作用下,肼可分解生成两种气体,其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝.若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如图1所示,则肼分解反应的化学平衡常数的表达式为:$\frac{c({N}_{2}){c}^{4}(N{H}_{3})}{{c}^{3}({N}_{2}{H}_{4})}$;为抑制肼的分解,可采取的合理措施有降低反应温度(任写一种).

(3)NF3在微电子工业上常用作蚀刻剂,在对硅、氮化硅等材料进行蚀刻时,具有非常优异的蚀刻速率和选择性,且在被蚀刻物表面无物质残留,不会污染表面.工业上通过电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3,其电解原理如图2所示.
①a电极为电解池的阳极,该电极的电极反应式为NH4++3F--6e-=NF3+4H+.
②以NF3蚀刻Si3N4为例,解释被蚀刻物表面无物质残留的原因是4NF3+Si3N4=4N2↑+3SiF4↑.
③NF3能与水发生反应,生成两种酸及一种气态氧化物,其中两种酸分别是HF和HNO3.

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