题目内容

5.恒温恒容下,向2L密闭容器中加入MgSO4(s)和CO(g),发生反应:
MgSO4(s)+CO(g)?MgO(s)+CO2(g)+SO2(g)
反应过程中测定的部分数据见表:
反应时间/minn(MgSO4)/moln(CO)/moln(SO2)/mol
02.02.00
20.8
41.2
6   1.22.8
下列说法正确的是(  )
A.0~2 min内的平均速率为υ (CO)=0.6 mol/(L•min)
B.其他条件不变,若起始时容器中MgSO4、CO均为1.0 mol,则平衡时n(SO2)=0.6 mol
C.4 min后,若升高温度,SO2物质的量浓度变为0.7mol/L,则正反应为放热反应
D.4 min后,平衡移动的原因可能是向容器中加入了2.0 mol的SO2

分析 A.结合v=$\frac{△c}{△t}$计算反应速率;
B.若起始时容器中MgSO4、CO均为1.0 mol,比原起始时物质的量小,则气体的压强减小,平衡正向移动;
C.减少的CO的物质的量等于生成的SO2的物质的量,由表格数据可知,2min达到平衡,平衡时SO2物质的量浓度为$\frac{1.2mol}{2L}$=0.6mol/L;
D.由表格数据可知,6min时n(CO)>0.8mol,n(SO2)>1.2mol,结合表格中数据可知,应增加生成物.

解答 解:A.0~2 min内的平均速率为υ (CO)=$\frac{\frac{1.2mol}{2L}}{2min}$=0.3 mol/(L•min),故A错误;
B.若起始时容器中MgSO4、CO均为1.0 mol,比原起始时物质的量小,则气体的压强减小,平衡正向移动,则平衡时n(SO2)>0.6 mol,故B错误;
C.减少的CO的物质的量等于生成的SO2的物质的量,由表格数据可知,2min达到平衡,平衡时SO2物质的量浓度为$\frac{1.2mol}{2L}$=0.6mol/L,则4 min后,若升高温度,SO2物质的量浓度变为0.7mol/L,可知反应为吸热反应,故C错误;
D.由表格数据可知,6min时n(CO)>0.8mol,n(SO2)>1.2mol,结合表格中数据可知,应增加生成物,即平衡移动的原因可能是向容器中加入了2.0 mol的SO2,转化的SO2为0.4mol,则n(CO)=0.4mol+0.8mol=1.2mol,n(SO2)=1.2mol+2mol-0.4mol=2.8mol,故D正确;
故选D.

点评 本题考查化学平衡计算,为高频考点,把握表格中数据分析及应用、平衡移动、速率计算等为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意平衡状态的判定及平衡移动原理的应用,题目难度不大.

练习册系列答案
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10.目前有效控制及高效利用CO、CO2的研究正引起全球广泛关注,根据《中国化工报》报道,美国科学家发现了几种新的可将CO、CO2转化为甲醇的高活性催化体系,比目前工业使用  的常见催化剂快近90倍.
已知工业上可以利用CO2制备CH3OH涉及反应如下:
反应I:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.5kJ/mol
反应II:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H=+41.3kJ/mol
(1)写出工业上CO和H2制取甲醇的热化学方程式CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-90.8kJ/mol.
(2)反应I能自发进行的条件是低温.
(3)一定温度下,H2、CO在体积固定的密闭容器中发生如下反应:4H2(g)+2CO(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g),下列选项能判断该反应达到平衡状态的依据有C、E.
A.该反应的平衡常数不变                 B.CO的消耗速率等于CH3OCH3的生成速率
C.容器内的压强保持不变                 D.混合气体的密度保持不变
E.混合气体的平均相对分子质量不随时间而变化
(4)500K,2L恒容密闭容器中充入3mol的H2和1.5molCO2仅发生反应I(左下图为实验过程中在不同反应物起始投入量下,反应体系中CO2的平衡转化率与温度的关系图),该反应10min时CH3OH生成0.9mol,此时达到平衡:
①用氢气表示该反应的速率为0.135mol/(L•min).
②该温度下,反应I的平衡常数为200.
③在此条件下,系统中CH3OH的浓度随反应时间的变化趋势如图1所示,当反应时间达到3min时,迅速将体系温度升至600K,请在图2中画出3~10min容器中CH3OH浓度的变化趋势曲线.

(5)某研究小组将一定量的H2和CO2充入恒容密闭容器中并加入合适的催化剂发生上述反应,测得了不同温度下体系达到平衡时CO2的转化率(a)及CH3OH的产率(b),如图2所示,请回答问题:
①该反应达到平衡后,为同时提高反应速率和甲醇的生成量,以下措施一定可行的是C、E(选填编号)
A.改用高效催化剂            B.升高温度                C.缩小容器体积
D.分离出甲醇                E.增加CO2的浓度
②据图可知当温度高于260℃后,CO的浓度随着温度的升高而增大(填“增大”、“减小”、“不变”或“无法判断”),其原因是反应I:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)、一氧化碳制备甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)均为放热反应,温度升高不利于CO2、CO转化为甲醇;反应II为吸热反应,温度升高使更多CO2转化为CO.综上所诉,CO的浓度一定增大..

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