题目内容

6.一定条件下反应2AB(g)?A2(g)+B2(g)达到平衡状态的标志是(  )
A.单位时间内生成nmolA2,同时消耗2n molAB
B.AB的消耗速率等于A2的消耗速率
C.容器内,3种气体AB、A2、B2共存
D.容器中各组分的体积分数不随时间变化

分析 根据化学平衡状态的特征解答,当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态.

解答 解:A.单位时间内生成nmolA2的同时消耗2n molAB,都体现正向反应,不能说明反应达到平衡状态,故A错误;
B.速率之比等于化学方程式计量数之比,AB的消耗速率等于A2的消耗速率的2倍说明反应达到平衡状态,但AB的消耗速率等于A2的消耗速率不能说明反应达到平衡状态,故B错误;
C.可逆反应只要反应发生,就是反应物和生成物共存的体系,不一定是达到平衡状态,故B错误;
D.容器中各组分的体积分数不随时间变化,说明达平衡状态,故D正确;
故选D.

点评 本题考查了化学平衡状态的判断,题目难度不大,注意当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,但不为0.

练习册系列答案
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11.硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗称“海波”或者“大苏打”,其水溶液具有弱碱性,在酸性溶液中不稳定;具有较强的还原性,是棉织物漂白后的脱氯剂、定量分析中的还原剂.硫代硫酸钠可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得,装置如图(a)所示,有关物质的溶解度曲线如图(b)所示.

(1)Na2S2O3•5H2O的制备:
步骤1:如图(a)连接好装置后,检查A、C装置气密性的操作是关闭K2打开K1,在D中加水淹没导管末端,用热毛巾或双手捂住烧瓶,D中导管有气泡冒出,冷却后形成一段水柱,说明气密性良好.
步骤2:加入药品,打开K1、关闭K2,加热.装置B或D中的药品可选用的是A、C、D(填编号).
A.NaOH溶液      B.浓H2SO4 C.酸性KMnO4溶液     D.饱和NaHCO3溶液
步骤3:C中混合液被气流搅动,反应一段时间后,硫粉的量逐渐减少.当C中溶液的7<pH<10时,打开K2、关闭K1并停止加热;C中溶液要控制pH的原因是硫代硫酸钠在酸性溶液中不稳定.
步骤4:过滤C中的混合液,将滤液经过加热浓缩,趁热过滤,再将滤液冷却结晶(或降温结晶)、过滤、洗涤、烘干,得到产品.须趁热过滤的原因是防止硫代硫酸钠结晶析出.
(2)Na2S2O3性质的检验:向足量的新制氯水中滴加少量Na2S2O3溶液,氯水颜色变浅,检查反应后溶液中含有SO42-,写出该反应的化学方程式S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+10H++8Cl-
(3)常用Na2S2O3溶液测定废水中Ba2+浓度,步骤如下:取25.00mL废水加入足量K2Cr2O7酸性溶液,得BaCrO4沉淀,用适量酸溶解沉淀.此时CrO42-全部转化为Cr2O2-7;再加过量KI溶液,充分反应后,用0.010mol•L-1的Na2S2O3溶液进行滴定(用淀粉溶液作指示剂),反应完全时,消耗Na2S2O3溶液18.00mL.有关反应的离子方程式为:Cr2O72-+6I-+14H+═3I2+2Cr3++7H2O;I2+2S2O32-═S4O62-+2I-,则该废水中Ba2+的物质的量浓度为0.0024mol/L.
18.甲烷自热重整是先进的制氢方法,包含甲烷氧化和蒸汽重整.向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气,发生的主要化学反应有:
反应
过程
化学方程式焓变△H
(kJ/mol)
正反应活化能Ea
(kJ/mol)
甲烷
氧化
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)-802.6125.6
CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)-322.0172.5
蒸汽
重整
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)206.2240.1
CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)165.0243.9
回答下列问题:
(1)反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的△H=-41.2kJ/mol.
(2)在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反应速率小于甲烷氧化的反应速率(填大于、小于或等于).
(3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(cB)也可表示平衡常数(记作KP),则反应CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)KP的表达式为$\frac{{p}^{3}({H}_{2})p(CO)}{p(C{H}_{4})p({H}_{2}O)}$;随着温度的升高,该平衡常数增大(填“增大”、“减小”或“不变”).
(4)从能量角度分析,甲烷自热重整方法的先进之处在于系统内强放热的甲烷氧化反应为强吸热的蒸汽重整反应提供了所需的能量.
(5)在某一给定进料比的情况下,温度、压强对H2和CO物质的量分数的影响如图1、2:
①若要达到H2物质的量分数>65%、CO的物质的量分数<10%,以下条件中最合适的是B.
A.600℃,0.9Mpa  B.700℃,0.9MPa C.800℃,1.5MpaD.1000℃,1.5MPa
②画出600℃,0.1Mpa条件下,系统中H2物质的量分数随反应时间(从常温进料开始计时)的变化趋势示意图3:
(6)如果进料中氧气量过大,最终导致H2物质的量分数降低,原因是甲烷氧化程度过高,导致生成的氢气和氧气反应.

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