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12.900℃时,向2.0L恒容密闭容器中充入0.40molX,发生反应:X(g)?Y(g)+Z(g)△H=akJ•mol-1,经一段时间后达到平衡.反应过程中测定的部分数据见表:
时间/min010203040
n(X)/mol0.400.300.24n2n3
n(Y)/mol0.000.10n10.200.20
下列说法正确的是(  )
A.反应在前10 min的平均速率为v(Z)=0.01mol•L-1•min-1
B.保持其他条件不变,降低温度,平衡时,c(X)=0.08mol•L-1,则a>0
C.恒压,其他条件不变,向容器中充入不参与反应的氮气作为稀释剂,X的转化率大于50.0%
D.保持其它条件不变,再向容器中充入0.10 mol Y和0.10 mol Z,达到平衡后,该反应的平衡常数为0.2

分析 由表格数据及反应可知,n1=0.26,n2=n3=0.20,则30min达到平衡,
       X(g)?Y(g)+Z(g)
开始 0.2         0          0
转化  0.1         0.1       0.1
平衡  0.1         0.1       0.1
A.结合v=$\frac{△c}{△t}$计算;
B.由上述分析可知,平衡时,c(X)=0.1mol•L-1,由降低温度,平衡时,c(X)=0.08mol•L-1,可知降温平衡正向移动;
C.恒压,其他条件不变,向容器中充入不参与反应的氮气作为稀释剂,对反应来说,压强减小,平衡正向移动;
D.结合平衡浓度计算K,K只与温度有关.

解答 解:A.速率之比等于化学计量数之比,反应在前10 min的平均速率为v(Z)=v(X)=$\frac{\frac{0.1mol}{2L}}{10min}$=0.005mol•L-1•min-1,故A错误;
B.由上述分析可知,平衡时,c(X)=0.1mol•L-1,由降低温度,平衡时,c(X)=0.08mol•L-1,可知降温平衡正向移动,则正反应为放热反应,即a<0,故C错误;
C.X的转化率为$\frac{0.1}{0.2}$×100%=50%,恒压,其他条件不变,向容器中充入不参与反应的氮气作为稀释剂,对反应来说,压强减小,平衡正向移动,则X的转化率大于50.0%,故C正确;
D.由平衡浓度可知K=$\frac{0.1×0.1}{0.1}$=0.1,K只与温度有关,保持其它条件不变,再向容器中充入0.10 mol Y和0.10 mol Z,达到平衡后,该反应的平衡常数仍为0.1,故D错误;
故选C.

点评 本题考查化学平衡的计算,为高频考点,把握表中数据、平衡三段法、速率和转化率的计算为解答的关键,侧重分析与计算能力的考查,注意K只与温度有关,题目难度中等.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

5.以Zn和Cu为电极,稀硫酸为电解质溶液形成的原电池,供LED发光,装置如图所示.
某实验兴趣小组做完实验后,在读书卡片上记录如下:

(1)在卡片上,记录合理的是⑤⑥(填序号).
(2)其他条件相同情况下,产生气泡的速率比单一锌片快(填“快”或“慢”),如果将锌片换成铁片,电路中的电流方向不变(填“变”或“不变”).
(3)如果把硫酸换成硫酸铜溶液,猜测铜片(填“锌片”或“铜片”)变厚,原因是Cu2++2e-=Cu(用电极方程式表示).实验结束后称得两极质量差12.9g,假设初始时Zn片与Cu片质量相等,则反应中转移的电子的物质的量为0.2mol.
(4)有同学利用原电池原理,将A、B、C、D四种金属设计成下表中装置进行实验用以判断四种金属的活泼性强弱.
序号
装置
现象二价金属A不断溶解C的质量增加A上有气体产生
根据以上现象,判断四种金属活泼性由强到弱的顺序是D>A>B>C.

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科目:高中化学 来源: 题型:多选题

3.乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:CH2CH3(g)$\stackrel{催化剂}{?}$CH=CH2(g)+H2(g)工业上通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气来保持体系总压为常压的条件下进行反应,利用热力学数据计算得到温度和投料比M对乙苯平衡转化率的影响可用下图表示:已知M=$\frac{m({H}_{2}O)}{n(乙苯)}$,下列说法正确的是(  )
A.若不改变温度,减小压强使乙苯转化率和反应速率都减小
B.已知
化学键C-HC-CC=CH-H
键能/kJ•molˉ1412348612436
计算上述反应的△H=+288kJ/mol
C.A、B两点对应的平衡常数大小:KA<KB
D.投料比的大小顺序:M1<M2<M3

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

20.研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义.
(1)将CO2与焦炭作用生成CO,CO可用于炼铁等.
已知:①Fe2O3(s)+3C(s,石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJ•mol-1
         ②C(s,石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJ•mol-1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5 kJ•mol-1
(2)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H
①该反应的平衡常数表达式为K=$\frac{c(C{H}_{3}OH)•c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2})•{c}^{3}({H}_{2})}$.
②取一定体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比为1:3),加入恒容密闭容器中,发生上述反应反应过程中测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系如图1所示,则该反应的△H<(填“>”、“<”或“=”,下同)0.
③在两种不同条件下发生反应,测得CH3OH的物质的量随时间变化如图2所示,曲线I、Ⅱ对应的平衡常数关系为K>K
(3)以CO2为原料还可以合成多种物质.
①工业上尿素[CO(NH22]由CO2和NH3在一定条件下合成,其反应方程式为2NH3+CO2$\stackrel{一定条件}{?}$CO(NH22+H2O.开始以氨碳比=3进行反应,达平衡时CO2的转化率为60%,则NH3的平衡转化率为40%.
②用硫酸溶液作电解质进行电解,CO2在电极上可转化为甲烷,该电极反应的方程式为CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O.
③将足量CO2通入饱和氨水中可得氮肥NH4HCO3,已知常温下一水合氨Kb=1.8×10-5,碳酸一级电离常数Ka=4.3×10-7,则NH4HCO3溶液呈碱性(填“酸性”、“中性”或“碱性”).

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

7.将一定量NO2和N2O4的混合气体通入体积为1L的恒温密闭容器中,各物质浓度随时间变化的关系如图1所示.

请回答:
(1)下列选项中不能说明该反应已达到平衡状态的是B(填选项字母).
A.容器内混合气体的压强不随时间变化而改变
B.容器内混合气体的密度不随时间变化而改变
C.容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变
D.容器内混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而改变
(2)反应进行到10min时,共吸收热量11.38kJ,则该反应的热化学方程式为:N2O4(g)?2NO2(g)△H=+56.9kJ/mol;
(3)计算该反应的平衡常数K=0.9(要求写出计算过程).
(4)反应进行到20min时,再向容器内充入一定量NO2,10min后达到新的平衡,此时测得c(NO2)=0.9mol/L.
①第一次平衡时混合气体中NO2的体积分数为w1,达到新平衡后混合气体中NO2的体积分数为w2,则w1>w2(填“>”、“=”或“<”);
②请在图2中画出20min后各物质的浓度随时间变化的曲线(曲线上必须标出“X”和“Y”).

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

17.科学研究表明,当前应用最广泛的化石燃料到本世纪中叶将枯竭,解决此危机的唯一途径是实现燃料和燃烧产物之间的良性循环(图1):

(1)一种常用的方法是在230℃、有催化剂条件下将CO2和H2转化为甲醇蒸汽和水蒸气.图2是生成1mol CH3OH时的能量变化示意图.
已知破坏1mol不同共价键的能量(kJ)分别是:
C-HC-OC=OH-HH-O
413.4351745436462.8
已知E2=189.8kJ•mol-1,则E1=8.2kJ•mol-1
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行如下反应:
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验温度/℃起始量达到平衡
CO/molH2O/molH2/molCO转化率所需时间/min
1650421.66
290021 $\frac{1}{3}$3
3900abc t
①该反应的正反应为放热(填“放热”或“吸热”).
②实验2条件下的平衡常数K=1.
③实验3中,若平衡时H2O的转化率为$\frac{1}{3}$,则a/b=0.5.
④实验4,若900℃时,在容器中加入CO、H2O、CO2、H2各1mol,则此时反应达到平衡状态
(填“向正反应方向进行”,“向逆反应方向进行”,“达到平衡状态”).
(3)捕捉CO2可以利用Na2CO3溶液.先用Na2CO3溶液吸收CO2生成NaHCO3,然后使NaHCO3分解,Na2CO3可以进行循环使用.将100mL 0.1mol/LNa2CO3的溶液中通入112mL(已换算为标准状况)的CO2,溶液中没有晶体析出,则:
①反应后溶液中的各离子浓度由大到小的顺序是c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+).
②反应后的溶液可以作“缓冲液”(当往溶液中加入一定量的酸和碱时,有阻碍溶液pH变化的作用),请解释其原理反应后的溶液存在HCO3-?CO32-+H+,加入少量的酸,平衡逆向移动,溶液pH变化不大;加入少量的碱平衡正向移动,溶液pH变化也不大,故该溶液可以作“缓冲液”.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

4.有某硫酸和硝酸的混合溶液20mL,其中含有硫酸的浓度为2mol•L-1,含有硝酸的浓度为1mol•L-1,现向其中加入过量铁粉,充分反应后(假设只生成NO气体),最多可收集到标准状况下的气体的体积为(  )
A.89.6mLB.112mLC.224mLD.672mL

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

1.(1)写出图中序号①~④仪器的名称:

①蒸馏烧瓶; ②冷凝管;   ③分液漏斗;④容量瓶;
(2)仪器①~④中,使用时必须检查是否漏水的有③④.(填仪器序号)
(3)若用四氯化碳萃取碘水中的碘,振荡静置如图Ⅱ,可观察到液体分层,上层为H2O层(填“H2O”或“CCl4”);下层呈紫红色.分液后再用装置Ⅰ进行分离的方法称作蒸馏,在加热前,①中要加入少量碎瓷片,目的是防止暴沸.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

2.下列各组物质,前者为强电解质,后者为非电解质的是(  )
A.硫酸、氯气B.苛性钾、二氧化硫C.氯化氢、金刚石D.氯化钠、硫化氢

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