题目内容

12.一定条件下,在容积为3L的密闭容器中,发生反应CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H<0,在不同温度下甲醇的物质的量随时间的变化如图所示.下列叙述正确的是(  )
A.平衡常数K(300℃)<K(500℃)
B.500℃,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=$\frac{nB}{3tB}$ mol•L-1•min-1
C.在其他条件不变的情况下,将处于E点的体系的容积压缩到原来的$\frac{1}{2}$,氢气的浓度减小
D.300℃,当容器内压强不变时说明反应已经达到平衡

分析 A、根据温度对化学平衡的影响,温度升高,平衡向吸热方向移动分析;
B、先根据图象计算甲醇的平均反应速率,同一时间内同一可逆反应中,各物质的反应速率之比等于其计量数之比;
C、增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动;
D、该反应是一个反应前后气体体积改变的反应,当反应达到平衡状态时,混合气体的压强不变.

解答 解:A、反应CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H<0,升高温度,平衡逆向移动,K变小,K(300℃)>K(500℃),故A错误;
B、500℃,从反应开始到平衡,甲醇的平均反应速率v(CH3OH)=$\frac{nB}{3tB}$mol/(L•min),同一时间内同一可逆反应中,各物质的反应速率之比等于其计量数之比,所以v(H2)=$\frac{2nB}{3tB}$mol/(L•min),故B错误;
C、增大压强,平衡向气体减小的方向移动,但氢气的物质的量减小程度小于体积减小程度,所以氢气的物质的量浓度增大,故C错误;
D、该反应是一个反应前后气体体积改变的反应,但反应达到平衡状态时,各种气体的物质的量不变,则混合气体的压强不变,故D正确;
故选D.

点评 本题考查了物质的量随时间变化曲线,根据压强和温度对化学平衡的影响、反应速率公式等来分析解答,注意增大压强时,平衡向正反应方向移动,但氢气、一氧化碳浓度增大,为易错点.

练习册系列答案
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2.煤炭是我国的主要能源之一,与之伴生的二氧化硫(SO2)和酸雨污染问题较为突出,目前我国采用的控制方法是电厂烟气脱硫.烟气脱硫的原理是利用碱性物质吸收并固定酸性的二氧化硫,主要有如下两种方法:
Ⅰ.钠碱循环法脱硫技术
(1)此法是利用Na2SO3溶液可脱除烟气中的SO2.Na2SO3可由NaOH溶液吸收SO2制得,该反应的离子方程式:2OH-+SO2═SO32-+H2O.
(2)NaOH溶液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-):n(HSO3-)变化关系如表:
n(SO32-):n(HSO3-91:91:19:91
pH8.27.26.2
①由表判断,NaHSO3溶液显酸性,用化学平衡原理解释:溶液中存在HSO3-?H++SO32-,HSO3-+H2O?H2SO3+OH-,显酸性是因其电离大于其水解.
②当溶液呈中性时,离子浓度关系正确的是BC(填标号).
A.c(Na+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3
B.c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H-)=c(OH-
C.c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-
Ⅱ.石灰石脱硫法
此法是以石灰石为原料通过系列反应将硫元素以CaSO4的形式固定,从而降低SO2的排放.但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,降低脱硫效率,相关反应的热化学方程式如下:
CaSO4(s)+CO(g)═CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)△H1=218.4kJ•mol-1(反应Ⅰ)
CaSO4(s)+4CO(g)═CaS(s)+4CO2(g)△H2=-175.6kJ•mol-1 (反应Ⅱ)
请回答下列问题:
(1)结合反应Ⅰ、Ⅱ写出CaSO4(s)与CaS(s)反应的热化学方程式3CaSO4(s)+CaS(s)=4CaO(s)+4SO2(g)△H=1049.2kJ•mol-1
(2)对于气体参与的反应,表示平衡常数 Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B),则反应Ⅰ的Kp=$\frac{P(C{O}_{2})P(S{O}_{2})}{P(CO)}$(用表达式表示).
(3)假设某温度下,反应Ⅰ的速率(v1)小于反应Ⅱ的速率(v2),则下列反应过程能量变化示意图(如图1所示)其中正确的是B(填标号).
(4)图2为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线,则降低该反应体系中产生的SO2生成量的措施有AB(填标号).

A.向该反应体系中投入生石灰     B.在合适的温度区间内控制较低的反应温度
C.降低CO的初始体积百分数     D.提高反应体系的温度.

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