题目内容

T0℃时,在2L的恒容密闭容器中发生反应:X(g)+Y(g)?Z(g)(未配平),各物质的物质的量随时间变化的关系如图a所示.其他条件相同,温度分别为T1℃、T2℃时发生反应,X的物质的量随时间变化的关系如图b所示.下列叙述正确的是(  )
A、该反应的正反应是吸热反应
B、T0℃,从反应开始到平衡时:v(X)=0.083 mol?L-1?min-1
C、图a中反应达到平衡时,Y的转化率为37.5%
D、T0℃在原平衡中再充入0.4molY(g)、0.3molX(g),则平衡正向移动,Z体积分数不变
考点:物质的量或浓度随时间的变化曲线,体积百分含量随温度、压强变化曲线
专题:化学平衡专题
分析:该反应达到平衡状态时,X浓度的变化量=(0.3-0.05)mol/L=0.25mol/L,Y浓度的变化量=(0.4-0.15)mol/L=0.25 mol/L,Z浓度的变化量=(0.5-0)mol/L=0.5mol/L,所以该反应的方程式为X(g)+Y(g)?2Z(g),
A.升高温度,平衡向吸热反应方向移动,根据Z浓度的变化判断温度高低;
B.根据v=
△C
△t
计算;
C.由图a可知,Y的起始浓度为0.4mol/L,平衡时Y的物质的量浓度为0.15mol/L,Y的浓度变化为0.25mol/L.结合转化率定义计算;
D.根据增加反应物浓度平衡向正反应方向移动的原理判断平衡移动,根据等效平衡的原理判断Z体积分数的变化情况.
解答: 解:该反应达到平衡状态时,X浓度的变化量=(0.3-0.05)mol/L=0.25mol/L,Y浓度的变化量=(0.4-0.15)mol/L=0.25 mol/L,Z浓度的变化量=(0.5-0)mol/L=0.5mol/L,所以该反应的方程式为X(g)+Y(g)?2Z(g),
A.由图b可知,温度为T1先到达平衡,所以T1>T2,温度越高,平衡时Z的物质的量浓度越大,说明升高温度平衡向正反应移动,升高温度平衡向吸热反应移动,故正反应为吸热反应,故A错误;
B.v(X)=
△C
△t
=
(0.3-0.05)mol
2L
3min
=0.042 mol?L-1?min-1,故B错误;
C.由图a可知,Y的起始浓度为0.4mol/L,平衡时Y的物质的量浓度为0.15mol/L,Y的浓度变化为0.25mol/L,所以Y的转化率为
0.25mol/L
0.4mol/L
=62.5%,故C错误;
D.根据增加反应物浓度平衡向正反应方向移动的原理可知,在原平衡中再充入0.4molY(g)、0.3molX(g),则平衡正向移动,由于该反应起始充入的物质也是0.4molY(g)、0.3molX(g),而该反应是气体体积不变的反应,压强对平衡没有影响,所以再充入0.4molY(g)、0.3molX(g),相当于把原平衡体积压缩为原来的一半,根据等效平衡的原理,可判断出Z体积分数不变,故D正确;
故选D.
点评:本题考查化学平衡图象问题、反应速率、转化率的有关计算、外界条件对平衡移动影响、等效平衡等,难度中等,根据图象确定反应方程式与判断反应为吸热反应是解题的关键.注意把握图象中曲线的变化特点,分析外界条件对化学平衡的影响.注意平衡图象先拐先平数值大原则与定一议二原则.
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(填序号).
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;判断该反应自发进行的条件:
 

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0(填“>”或“<”).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.

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