题目内容

【题目】在恒温恒压密闭容器M(如图Ⅰ)和恒温恒容密闭容器N(如图Ⅱ)中,两容器中均加入a molA和a molB,起始时两容器体积均为VL,发生如下反应并达到化学平衡状态:2A(?)+ B(?)xC(g) ΔH<0,平衡时M中A、B、C的物质的量之比为1∶3∶4。下列判断不正确的是

A. x=2

B. 若N中气体的密度如图Ⅲ所示,则A、B只有一种是气态

C. A为气体,B为非气体,则平衡时M、N中C的物质的量相等

D. 若A、B均为气体,平衡时M中A的转化率小于N中A的转化率

【答案】D

【解析】

试题A、设达平衡后B的物质的量减少nmol,则A的物质的量减少2nmol,C的物质的量增加xnmol,平衡时A、B、C的物质的量分别是(mol):a-2n、a-n、xn,所以(a-2n):(a-n)=1:3,解得n=0.4a,(a-2n):(xn)=1:4,x=2,正确;B、N是恒温恒容条件,由图III可知,气体的密度逐渐增大,说明气体的质量逐渐增加,若A、B都是气体,则混合气体的密度会一直不变,所以A、B中只有一种是气态,正确;C、A为气体,B为非气体,则该反应是反应前后气体物质的量不变的可逆反应,恒温恒压与恒温恒容达到的平衡是等效的,所以平衡时M、N中C的物质的量相等,正确;D、若A、B均为气体,M平衡后的容器的压强大于N容器,所以由M容器得到N容器的平衡状态,需要减小压强,平衡逆向移动,M中A的转化率减小后与N中A的转化率相同,所以原平衡时M中A的转化率大于N中A的转化率,错误,答案选D。

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【题目】汽车尾气是城市主要空气污染物,汽车内燃机工作时发生反应:N2(g) + O2(g)2NO(g),是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。

(1)已知H2或CO可以催化还原NO以达到消除污染的目的。N2(g) + O2(g) = 2NO(g) △H= +180.5 kJ·mol-1,2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) △H=-571.6 kJ·mol-1,则H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式是_________________________,判断该反应自发进行的条件:_______________(填“高温自发”或“低温自发”)。

(2)当质量一定时,增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。下图表示在其他条件不变时,反应:2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g) + N2(g)中NO的浓度[c(NO)]随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线。

①则该反应的△H___0(填“>”或“<”)。

②若催化剂的表面积S1>S2 ,在该图中画出c(NO)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线___。

(3)某小组往一恒温恒压容器充入9mol N2和23mol H2模拟合成氨反应,图C为不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系图.若体系在T2、60MPa下达到平衡.

①能判断N2(g)+3H2(g)2NH3(g)达到平衡的是___(填序号).

a.容器内压强不再发生变化 b.混合气体的密度不再发生变化

c.v正(N2)=3v逆(H2) d.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化

②此时N2的平衡分压为_________MPa.(分压=总压×物质的量分数)。计算出此时的平衡常数Kp=__________(用平衡分压代替平衡浓度计算,结果保留2位有效数字)。

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