题目内容

13.在恒温恒容的密闭容器中,发生反应:A(g)+2B(g)?nC(g),I.将1molA和3molB在一定条件下反应,达平衡时C的体积分数为x;Ⅱ.若起始时A,B,C投入的物质的量分别为a、b、c(均不为零),平衡时C的体积分数也为x.下列说法正确的是(  )
A.若Ⅰ达平衡时,A、B、C各增加1mol,则A的转化率将一定增大
B.若向Ⅰ平衡体系中再加入1molA和3molB,C的体积分数若大于x,可断定n>3
C.若Ⅱ体系起始物质的量当满足9a+c=3b,则可判断n=3
D.若n=2,则Ⅱ体系起始物质的量应满足1<b<3

分析 在恒温恒容的密闭容器中,将1molA和3molB在一定条件下反应,达平衡时C的体积分数为x,若起始时A、B、C投入的物质的量分别为a、b、c,平衡时C的体积分数也为x,二者应为等效平衡,应存在a+$\frac{1}{n}$c=1,b+$\frac{2}{n}$c=3,以此解答该题.

解答 解:在恒温恒容的密闭容器中,将1molA和3molB在一定条件下反应,达平衡时C的体积分数为x,若起始时A、B、C投入的物质的量分别为a、b、c,平衡时C的体积分数也为x,二者应为等效平衡,应存在a+$\frac{1}{n}$c=1,b+$\frac{2}{n}$c=3,
A.由于n值不确定,则若Ⅰ达平衡时,A、B、C各增加1mol,B的转化率不能确定,故A错误;
B.因容器体积不变,若x=3时,C的体积分数应为x,现大于x,x应小于3,促进平衡正向移动,故B错误;
C.由恒温恒容时,当a、b、c为起始物质的量,平衡时C的体积分数仍为x,a+$\frac{1}{n}$c=1,b+$\frac{2}{n}$c=3,若n=3,二者联式可得9a+c=3b,故C正确;
D.由恒温恒容时,当a、b、c为起始物质的量,平衡时C的体积分数仍为x,a+$\frac{1}{n}$c=1,b+$\frac{2}{n}$c=3,若n=2,二者联式可得b=2a+1,由于0<a<1,则1<b<3,故D正确;
故选CD.

点评 本题考查化学平衡的计算,题目难度较大,注意从等效平衡的角度解答该题,易错点为A,注意n不确定,A、B、C各增加1mol,B的转化率可能增加,也可能不变.

练习册系列答案
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1.甲醇可作为燃料电池的原料.以CH4和H2O为原料,通过下列反应制备甲醇.
Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g)△H=+206.0kJ•mol-1
Ⅱ:CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H=-129.0kJ•mol-1
(1)CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH (g)和H2(g)的热化学方程式为:CH4(g)+H2O(g)=CH3OH (g)+H2(g)△H=+77.0 kJ•mol-1.
(2)将1.0molCH4和2.0molH2O(g)通入容积为10L的反应室,在一定条件下发生反应I,测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图1.
①假设100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示该反应的平均反应速率为0.003 mol•L-1•min-1.
②100℃时反应I的平衡常数为2.25×10-4.
(3)在压强为0.1MPa、温度为300℃条件下,将amol CO与3amol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应Ⅱ生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原的$\frac{1}{2}$,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是C、D(填字母序号).
A  c(H2)减少               B  正反应速率加快,逆反应速率减慢
C  CH3OH 的物质的量增加      D  重新平衡$\frac{{c({H_2})}}{{c(C{H_3}OH)}}$减小   E.平衡常数K增大
(4)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化.实验室用图2装置模拟上述过程:
①写出阳极电极反应式Co2+-e-=Co3+.
②写出除去甲醇的离子方程式6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+.

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