题目内容

在一定温度下,将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中,发生反应 2X(g)+Y(g)?2Z(g)△H<0,一段时间后达到平衡,反应过程中测定的数据如下表下列说法正确的是(  )
    t/min2479
n(Y)/mol0.120.110.100.10
A、反应前2min的平均速率ν(Z)=0.04mol?L-1?min-1
B、其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前ν(逆)>ν(正)
C、该温度下此反应的平衡常数K=90L/mol
D、其他条件不变,再充入0.2molZ,平衡时X的体积分数减小
考点:化学平衡的计算
专题:化学平衡专题
分析:A、2min内Y物质的量变化为0.16mol-0.12mol=0.04mol,根据v=
△n
V
△t
计算v(Y),在利用速率之比等于化学计量数之比计算v(Z);
B、该反应正反应是放热反应,降低温度平衡向正反应移动,反应达到新平衡前v(逆)<v(正);
C、由表中数据可知7min时,反应到达平衡,根据平衡时Y的物质的量,利用三段式计算平衡时其它组分的物质的量,由于反应气体氢气的化学计量数相等,用物质的量代替浓度代入平衡常数表达式计算;
D、再通入0.2 mol Z,等效为在原平衡基础上增大压强,反应前后气体的体积减小,平衡正向进行.
解答: 解:A、由表中数据可求得前2min内生成Z为0.08mol,故v(Z)=
0.08mol
10L×2min
=4×10-3mol/L?min,故A错误;
B、该反应的正反应是放热反应,降低温度平衡正向移动,反应达到新平衡前v(逆)<v(正),故B错误;
C、由表中数据可知7min时,反应到达平衡,Y的物质的量为0.10mol,此时X的物质的量也为0.10mol,Z的物质的量也为0.12mol,X、Y、Z的物质的量浓度分别为:0.01mol?L-1、0.01mol?L-1、0.012mol?L-1,故平衡常数K=
c2(Z)
c(X)c(Y)
=
0.0122
0.01×0.01
=1.44,故C错误;
D、因该反应前后气体的体积减小,其他条件不变,再充入0.2 mol Z,相当于增大压强,平衡正向,X的体积分数减小,故D正确.
故选D.
点评:本题考查化学反应速率、化学平衡常数、化学平衡的影响因素等,难度中等,注意C选项中对化学平衡常数的理解.
练习册系列答案
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甲醇是一种很好的燃料,工业上用CH4和H2O为原料,通过反应Ⅰ和Ⅱ来制备甲醇.

(1)将1.0mol CH4和2.0mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)…Ⅰ.CH4的转化率与温度、压强的关系如图1.
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示的平均反应速率为
 
.
②图中的P1
 
P2(填“<”、“>”或“=”),100℃时平衡常数为
 
.
③该反应的△H
 
0(填“<”、“>”或“=”).
(2)在压强为0.1MPa条件下,a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g);△H<0…Ⅱ.
④若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是
 
.
A.升高温度                    
B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大   
D.再充入1mol CO和3mol H2
⑤为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中.
实验编号T(℃)N(CO)/nH2P(Mpa)
11501/30.1
2a1/35
3350b5
A.则上表中剩余的实验条件数据:a=
 
、b=
 
.
B.根据反应Ⅱ的特点,如图2是在压强分别为0.1MPa和5MPa下CO的转化率随温度变化的曲线图,请指明图中的压强Px=
 
MPa.
(3)已知CO(g)、CH3OH(l)的燃烧热△H分别为-283.0kJ/mol和-726.5kJ/mol,则CH3OH(l)不完全燃烧生成CO(g)和H2O(l)的热化学方程式
 

(4)作为燃料,甲醇可制成燃料电池结构示意图如图3所示.关于该电池的叙述正确的是
 
.
A.当电池反应消耗了2mol甲醇时,转移了12NA个e-
B.电池的负极反应为:CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+
C.放电过程中,H+从正极区向负极区迁移
D.在电池反应中,每消耗1mol氧气,理论上能生成标准状况下CO2气体22.4/3L.

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