题目内容

将0.1molN2O4置于密闭烧瓶中,把烧瓶放入100℃的恒温水浴,烧瓶内气体逐渐变为红棕色:N2O4(g)?2NO2 (g),能说明反应在该条件下达到平衡状态的是(  )
A、N2O4的消耗速率与NO2的生成速率相等
B、烧瓶内气体的颜色不再变化
C、烧瓶内混合气体的质量不再变化
D、烧瓶内混合气体的压强不再变化
考点:化学平衡状态的判断
专题:化学平衡专题
分析:化学反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度不变,由此衍生的一些物理量不变,注意化学方程式的特点是反应前后气体体积改变的反应.
解答: 解:A、N2O4的消耗速率与NO2的生成速率相等,不能证明正逆反应速率相等,不能确定是否达到平衡状态,故A错误;
B、烧瓶内气体的颜色不再变化说明二氧化氮的浓度不变,达到了平衡,故B正确;
C、根据质量守恒,无论该反应是否达到平衡状态,混合气体的质量都不再改变,不能证明该反应是否达到平衡状态,故C错误;
D、该反应是反应前后气体体积改变的反应,当该反应达到平衡状态时,各物质的物质的量不再改变,所以压强就不再改变,能证明该反应达到平衡状态,故D正确.
故选BD.
点评:本题利用一些基本量来判断一个可逆反应是否达到化学平衡状态,判断时要注意,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.
练习册系列答案
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运用化学反应原理分析解答以下问题.
(1)以CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如下:

已知:CH4 (g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2 (g)△H1═+247.4kJ?mol-1
CH4 (g)+2H2O(g)═CO2(g)+4H2(g)△H2+165.0kJ?mol-1
①CH4(g)与H2O (g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为
 

②反应室3(容积为VL)中a mol CO与2a mol H2在催化剂作用下反应生成甲醇:
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图1所示,则:P1
 
P2(填“<”、“>”或“=”).在P1压强下,100℃时,反应:CH3OH(g)?CO(g)+2H2(g)的平衡常数为
 
.(用含a、V的代数式表示).
③保持温度和容积一定,反应室3再增加a mol CO与2a mol H2,达到新平衡时,CO的转化率
 
.(填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)甲醇是新能源电池的燃料,但它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:2滴甲醇,1mL 1.0mol?L-1硫酸,4mL 0.1mol?L-1硫酸钴(CoSO4)混合溶液,插上两根惰性电极,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.实验室用如图2装置模拟上述过程:

①检验电解时产生的CO2气体,井穴板穴孔内应盛放
 
溶液.
②写出净化甲醇的离子方程式
 

(3)将CH4设计成燃料电池,其利用率更高,装置如图3所示(A、B为多孔性石墨棒).持续通入甲烷,在标准状况下,消耗甲烷体积VL.
①0<V≤44.8L时,电池负极电极反应为:
 

②V=67.2L时,溶液中离子浓度大小关系为
 

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