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工业上制备合成气的工艺主要是水蒸气重整甲烷:CH4(g) +H2O(g)=CO(g) +3H2(g) △H>0,在一定条件下,向体积为1L的密闭容器中充入1 mol CH4(g)和1mol H2O(g),测得H2O(g)和H2(g)的浓度随时间变化曲线如图所示,下列说法正确的是
A.达平衡时,CH4( g)的转化率为75%
B.0~10 min 内,v(CO)=0.075 mol?L1·min-1
C.该反应的化学平衡常数K=0.1875 mol?L1
D.当CH4(g)的消耗速率与H2O(g)的生成速率相等,反应到达平衡
D

试题分析:根据图像可知,反应进行到10min时达到平衡状态,氢气和水蒸气的平衡浓度均是0.75mol/L,因此消耗水蒸气的浓度是1mol/L-0.75mol/L=0.25mol/L,则:
CH4(g) +H2O(g)=CO(g) +3H2(g)
起始浓度(mol/L)  1       1        0       0
转化浓度(mol/L) 0.25    0.25     0.25    0.75
平衡浓度(mol/L) 0.75    0.75     0.25    0.75
所以达平衡时,CH4(g)的转化率为×100%=25%,A不正确;
0~10 min 内,v(CO)==0.025 mol?L1·min-1,B不正确;
该反应的化学平衡常数K===0.1875 mol2?L2,C不正确;
CH4(g)的消耗速率与H2O(g)的生成速率方向相反,因此当二者相等时,反应达到平衡状态,D正确,答案选D。
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(14分)某化学反应2A(g)B(g)+D(g)在四种不同条件下进行,B、D起始浓度为零,反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况,根据下述数据,完成下列填空:
实验
序号
温度/℃
时间/min
0
10
20
30
40
50
60
1
800℃
1.0
0.80
0.67
0.57
0.50
0.50
0.50
2
800℃
c2
0.60
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
3
800℃
c 3
0.92
0.75
0.63
0.60
0.60
0.60
4
820℃
1.0
0.40
0.25
0.20
0.20
0.20
0.20
 
(1)在实验l过程中,10 min~20 min时间内用B表示该反应的平均化学反应速率为        mol/(L·min)。
(2)在实验2过程中,A的初始浓度c2=     mol/L,反应经20min就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是                          
(3)设实验3的化学反应速率为v3,实验1的化学反应速率为v1,则v3    v1,且c3       1.0 mol/L (填“<”、“>”或“=”)。
(4)比较实验4和实验l,可推测该反应是          反应(填“吸热”或“放热”)。理由是          
                                                   

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

己知反应A(s)+B(g)C(g)+D(g)的化学平衡常数和温度的关系如下:
温度(℃)
700
800
830
1000
1200
化学平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
 
下列说法正确的是
A.该反应的化学平衡常数表达式为:
B.该反应为吸热反应
C.单位时间内生成B和D的物质的量相等时,该反应处于平衡状态
D.其它条件不变时,增大体系的压强,化学平衡常数减小

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

一定温度下,向1.0L密闭容器中加入0.60molX(g),发生反应X(g) Y(s)+2Z(g)△H>0测得反应物X浓度与反应时间的数据如下表
反应时间t/min
0
1
2
3
4
6
8
c(X)/(mol·L-1)
0.60
0.42
0.30
0.21
0.15
a
0.0375
 
(1)3min时用Z表示的平均反应速率v(Z)=                     
(2)分析该反应中反应物的浓度与时间的规律,得出的结论是                    。由此规律推出反应在6min时反应物的浓度a为                      mol·L-1
(3)反应的逆反应速率随时间变化的关系如图,t2时改变了某一种条件,改变的条件可能是                          (填写两顶)

(4)下列哪些情况表明容器中已达平衡状态          (填字母序号)
A.容器体积一定时气体密度不再变化
B.反应的平衡常数不再变化
C.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
D.Y的物质的量不再发生变化
E.Z的生成速率等于X的消耗速率的2倍

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

金属钨用途广泛,主要用于制造硬质或耐高温的合金,以及灯泡的灯丝。高温下,在密闭容器中用H2还原WO3可得到金属钨,其总反应为:
WO3 (s) + 3H2 (g)  W (s) + 3H2O (g)       请回答下列问题:
(1)在一定温度下进行上述反应,若反应容器的容积为0.5 L,2min后达到平衡,测得固体的质量减少了4.80 g,则H2的平均反应速率_________;该反应的平衡常数表达式K=___________
(2)某温度下反应达平衡时,H2与水蒸气的体积比为2:3,则H2的平衡转化率为__________;随温度的升高,H2与水蒸气的体积比减小,则该反应为  ____(填“吸热”或“放热”) 反应。
(3)一定温度下,在密闭恒容的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是________。
A.混合气体的总压强保持不变      B.v(H20)= v(H2)
C.混合气体的密度保持不变        D.混合气体的平均式量保持不变
(4)钨丝灯管中的W在使用过程中缓慢挥发,使灯丝变细,加入I2可延长灯管的使用寿命,其工作原理为:W (s) +2I2 (g)  WI4 (g)。下列说法正确的有__________。
A.温度升高时,WI4的分解速率加快,W和I2的化合速率减慢 
B.WI4在灯丝上分解,产生的W又沉积在灯丝上
C.WI4在灯管壁上分解,使灯管的寿命延长     
D.灯管内的I2可循环使用

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

在一恒温体积可变的密闭容器中发生如下反应:A(g)+B(g)2C(g) △H<0。t1时刻达到平衡后,在t2时刻改变某一条件,其反应过程如图。下列说法正确的是
A.0~t2时,v>v
B.t2时刻改变的条件可能是加催化剂
C.Ⅰ、Ⅱ两过程达到反应限度时,A的体积分数Ⅰ=Ⅱ
D.Ⅰ、Ⅱ两过程达到反应限度时,平衡常数I<Ⅱ

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科目:高中化学 来源:不详 题型:计算题

I.(1)在一密闭的2L的容器里充入8mol SO2和4mol 18O2,在一定条件下开始反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),2min末测得容器中有7.2mol SO2。试回答:
① 反应后18O原子存在于哪些物质中                 
② 2min末SO3的浓度________________________;
③ 用O2的浓度变化表示该时间段内的化学反应速率_______________________。
II.某化学反应2A (g)B(g)+D(g)在3种不同条件下进行,B和D的起始浓度为0,反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表:
实验序号
时间
浓度
温度
0
10
20
30
40
50
60
1
800℃
1.0
0.80
0.67
0.57
0.50
0.50
0.50
2
800℃
c2
0.92
0.75
0.63
0.60
0.60
0.60
3
820℃
1.0
0.40
0.25
0.20
0.20
0.20
0.20
 
根据上述数据,完成下列填空:
(1) 实验1达到平衡的时间是__________min,c2_____1.0 min·L-1(填“<”“>”或“=”)。
(2)实验3比实验1的反应速率_________(填“快”或“慢”),原因是___________________________________________________________________________。
(3) 如果2A (g)B(g)+D(g)是一个吸热反应,那么实验3与实验1相比,在相同体积时___________吸收的热量多,理由是___________________________________________。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

把2.5 mol A和2.5 mol B混合通入容积为1L的密闭容器里发生如下反应:
3A(g) + B(g) x C(g) + 2D(g),容器里的压强逐渐降低,经5s后保持不变。在此5s内C的平均反应速率为0.1 mol·L-1·s-1。则下列的说法中正确的是
A.达平衡时,A的物质的量浓度2.0 mol/L
B.达平衡时,B的转化率20%
C.此5s内D的平均反应速率为0.2 mol·L-1·min-1
D.x ≥ 3

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(14分)研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
⑴  在一定体积的密闭容器中,进行化学反应: CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:

①该反应正向反应是          反应。(填“放热”或“吸热”)
②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是            
A.容器压强不变B.混合气体中c(CO2)不变
C.υ(H2)=υ(H2O)D.c(CO2)=c(CO)
③当其他条件不变时,若缩小容器的体积,该反应平衡      移动。(选填“正向”、“逆向”或“不”)
⑵工业上合成甲醇可在密闭容器中采用如下反应进行:
CO2(g) +3H2(g)  CH3OH(g) +H2O(g)   △H=-49.0 kJ·mol-1
①该反应的平衡常数表达式K                     
②某实验将1molCO2和3molH2充入一定体积的密闭容器中,在两种不同条件下发生反应(只有一种条件不同)。测得CH3OH的物质的量随时间变化如图所示:

曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K       K(选填“>”、“=”或“<”)。
③一定温度下,在容积2L且固定的两个密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡。
容 器


反应物投入量
1molCO2、3molH2
a molCO2、b molH2
c molCH3OH(g)、c molH2O(g)
经测定甲容器经过5min达到平衡,平衡时CO2的转化率为50%,甲容器中该反应在5min内的平均速率υ(H2)=              mol·L-1·min-1
要使平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则c的取值范围为                    

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同步练习册答案