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12.将4mol A气体和2mol B气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:2A(g)+B(g)?2C(g),若经2s后测得C的浓度为0.6mol•L-1,现有下列几种说法正确的是(  )
A.2s末用物质A表示的反应速率为0.3mol/(L•s)
B.2s内用物质B表示的反应速率为0.15mol/(L•s)
C.2s时物质A的转化率为70%
D.2s时物质B的浓度为1.4 mol•L-1

分析 起始A的浓度为$\frac{4mol}{2L}$=2mol/L,B的浓度为 $\frac{2mol}{2L}$=1mol/L,经2s后侧得C的浓度为0.6mol•L-1,则:
             2A(g)+B(g)?2C(g)
起始(mol/L):2       1        0
变化(mol/L):0.6      0.3      0.6
2s时(mol/L):1.4      0.7      0.6
A.2s末用物质A表示的反应速率为即时速率;
B.根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v(B);
C.转化率=$\frac{浓度变化量}{起始浓度}$×100%=30%;
D.由上述计算可知,2s时物质B的浓度为0.7mol•L-1

解答 解:起始A的浓度为$\frac{4mol}{2L}$=2mol/L,B的浓度为 $\frac{2mol}{2L}$=1mol/L,经2s后侧得C的浓度为0.6mol•L-1
            2A(g)+B(g)?2C(g)
起始(mol/L):2     1       0
变化(mol/L):0.6    0.3     0.6
2s时(mol/L):1.4    0.7    0.6
A.2s内用物质A表示的反应的平均速率为v(A)=$\frac{0.6mol/L}{2s}$=0.3mol•L-1•s-1,但2s末用物质A表示的反应速率为即时速率,故A错误;
B.2s内用物质B表示的反应的平均速率为v(B)=$\frac{0.3mol/L}{2s}$=0.15mol•L-1•s-1,故B正确;
C.2s时物质A的转化率为$\frac{0.6mol/L}{2mol/L}$×100%=30%,故C错误;
D.2s时物质B的浓度为0.7mol•L-1,故D错误.
故选B.

点评 本题考查化学平衡有关计算、化学反应速率计算,难度不大,注意化学平衡计算中三段式应用.

练习册系列答案
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7.乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:CH2CH3(g)$\stackrel{催化剂}{?}$CH=CH2(g)+H2(g)
(1)已知
化学键C-HC-CC=CH-H
键能/kJ•molˉ1412348612436
计算上述反应的△H=+124 kJ•mol-1
(2)维持体系总压强p恒定,在温度T时,物质的量为n、体积为V的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应.已知乙苯的平衡转化率为α,则在该温度下反应的平衡常数K=$\frac{n{α}^{2}}{(1-{α}^{2})V}$(用α等符号表示).
(3)工业上,通常在乙苯蒸汽中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1:9),控制反应温度600℃,并保持体系总压为常压的条件下进行反应.在不同反应温度下,乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下:

①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实正反应为气体分子数增大的反应,保持压强不变,加入水蒸气,容器体积应增大,等效为降低压强,平衡向正反应方向移动.
②控制反应温度为600℃的理由是600℃时乙苯的转化率与苯乙烯的选择性均较高,温度过低,反应速率较慢,转化率较低,温度过高,选择性下降,高温下可能失催化剂失去活性,且消耗能量较大.
(4)某研究机构用CO2代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺----乙苯-二氧化碳耦合催化脱氢制苯乙烯.保持常压和原料气比例不变,与掺水蒸汽工艺相比,在相同的生产效率下,可降低操作温度;该工艺中还能够发生反应:CO2+H2=CO+H2O,CO2+C=2CO.新工艺的特点有①②③④(填编号).
①CO2与H2反应,使乙苯脱氢反应的化学平衡右移
②不用高温水蒸气,可降低能量消耗
③有利于减少积炭
④有利用CO2资源利用.

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