C.Q=8.2
D.容器①中CO的转化率与容器②中CO2的转化率之和为1
解析:
选A 根据放出的热量可知,达到平衡时反应掉0.8molCO,A正确;根据①中的数据可知,平衡时CO、H2O、CO2、H2的物质的量分别为0.2mol、3.2mol、0.8mol、0.8mol,因反应前后气体体积不变,故该反应的平衡常数=
=1,当平衡时再加入CO和CO2各0.2mol时,Q=
=
v逆,B错误;根据平衡常数可知,②达到平衡时CO2剩余0.2mol,即反应掉0.8molCO2,故Q=41kJ·mol-1×0.8mol=32.8kJ,C错误;根据上述分析可知①中CO的转化率为80%,②中CO2的转化率也为80%,D错误。
7.(2018·常州一模)一定条件下进行反应:
COCl2(g)Cl2(g)+CO(g)。
向2.0L恒容密闭容器中充入1.0molCOCl2(g),经过一段时间后达到平衡。
反应过程中测得的有关数据见下表:
t/s
0
2
4
6
8
n(Cl2)/mol
0
0.30
0.39
0.40
0.40
下列说法正确的是( )
A.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(Cl2)=0.22mol·L-1,则反应的ΔH<0
B.若在2L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器进行该反应,化学平衡常数不变
C.保持其他条件不变,起始向容器中充入1.2molCOCl2、0.60molCl2和0.60molCO,反应达到平衡前的速率:
v(正)>v(逆)
D.保持其他条件不变,起始向容器中充入1.0molCl2和0.8molCO,达到平衡时,Cl2的转化率小于60%
解析:
选D 由表中数据可知,6s、8s时氯气的物质的量都是0.4mol,说明6s时反应到达平衡,平衡时氯气的浓度为0.2mol·L-1,升高温度,到达新平衡,氯气的浓度变为0.22mol·L-1,氯气浓度增大,说明平衡向正反应方向移动,故正反应为吸热反应,即ΔH>0,故A错误;正反应为吸热反应,恒容绝热密闭容器进行该反应,随反应进行温度降低,而平衡常数只受温度影响,故平衡常数一定发生变化,故B错误;平衡时c(Cl2)=0.2mol·
L-1,
COCl2(g)Cl2(g)+CO(g)
起始/(mol·L-1):
0.5 0 0
转化/(mol·L-1):
0.20.20.2
平衡/(mol·L-1):
0.30.20.2
该温度下平衡常数K=
≈0.133,若起始向容器中充入1.2molCOCl2、0.60molCl2和0.60molCO,此时Q=
=
=0.15>K=0.133,则反应向逆反应方向移动,反应达到平衡前v(正)<v(逆),故C错误;原平衡等效为起始向容器中充入1.0molCl2和1.0molCO,达到平衡时Cl2的转化率=
×100%=60%,如加入1.0molCl2和0.8molCO,相当于在原来的基础上减小0.2molCO,平衡在原来的基础上向正反应方向移动,则Cl2的转化率减小,则Cl2的转化率小于60%,故D正确。
8.两个容积均为2L的密闭容器Ⅰ和Ⅱ中发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),起始物质的量见下表。
实验测得两容器不同温度下达到平衡时CO2的物质的量如下图所示,下列说法正确的是( )
容器
起始物质的量
NO
CO
Ⅰ
1mol
3mol
Ⅱ
6mol
2mol
A.N点的平衡常数为0.04
B.M、N两点容器内的压强:
p(M)>2p(N)
C.若将容器Ⅰ的容积改为1L,T1温度下达到平衡时c(CO2)=0.25mol·L-1
D.若将容器Ⅱ改为绝热容器,实验起始温度为T1,达平衡时NO的转化率小于16.7%
解析:
选AD 由于N点和M点的温度相同,故两点的平衡常数相同,根据M点平衡时n(CO2)可知,容器Ⅱ中平衡时NO、CO、N2、CO2的物质的量分别为5mol、1mol、0.5mol、1mol,NO的转化率为α(NO)=
×100%≈16.7%,根据容器的体积为2L可得,平衡常数K1=
=0.04,A正确;容器Ⅱ气体物质的量大,压强大,平衡正向移动,p(M)<2p(N),B错误;若平衡时c(CO2)=0.25mol·L-1,则NO、CO、N2、CO2的浓度分别为0.75mol·L-1、2.75mol·L-1、0.125mol·L-1、0.25mol·L-1,反应的平衡常数K2=
≈0.002≠K1,因为只改变容器的体积,温度不变,则平衡常数不变,C错误;由题图可知,升高温度n(CO2)减小,平衡逆向移动,正反应放热,若将容器Ⅱ改为绝热容器,则容器内温度升高,平衡逆向移动,NO的转化率降低,故平衡时α(NO)<16.7%,D正确。
9.(2018·连云港、宿迁、徐州三模)一定温度下,在三个容积均为2.0L的恒容密闭容器中发生反应:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
各容器中起始物质的量浓度与反应温度如下表所示,反应过程中容器Ⅰ、Ⅲ中CH3OH的物质的量随时间变化关系如下图所示。
容器
温度/℃
起始物质的量/mol
CO(g)
H2(g)
CH3OH(g)
Ⅰ
T1
0.2
0.4
0
Ⅱ
T1
0
0
0.4
Ⅲ
T2
0.2
0.4
0
下列说法正确的是( )
A.在前20min内,容器Ⅰ中反应的平均速率为v(H2)=0.012mol·L-1·min-1
B.达到平衡后,容器Ⅰ中再充入0.20molCO和0.20molCH3OH,此时v(正)>v(逆)
C.达到平衡时,容器Ⅱ中的压强一定大于容器Ⅰ中的压强的两倍
D.将容器Ⅲ改为绝热容器,实验起始温度为T2,达到平衡时,CO的转化率小于50%
解析:
选BD 由图示可知,容器Ⅰ中在20min时生成CH3OH0.12mol,则反应掉H20.24mol,故v(H2)=
=0.006mol·L-1·min-1,A错误;根据平衡时数据可知K=
=234.375,再加入0.20molCO和CH3OH时,Q=
≈178.571T1,随着温度的升高,平衡时CH3OH物质的量减小,则正反应是放热反应,且在温度T2时,平衡时CO的转化率为50%,当容器绝热时,随着反应的进行,容器温度升高,平衡逆向移动,CO的转化率降低小于50%,D正确。
10.(2018·南京、盐城一模)已知:
CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g)。
向恒容密闭容器中充入0.1molCH4和0.2molH2S发生反应,各物质的物质的量分数随温度变化如图所示:
下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH<0
B.X点CH4的转化率为20%
C.X点与Y点容器内压强比为55∶51
D.维持Z点温度,向容器中再充入CH4、H2S、CS2、H2各0.1mol时v(正)解析:
选BD 由图像可知,随温度的升高,反应物在减小,生成物在增大,所以该反应为吸热反应,即ΔH>0,故A错误;设X点时CS2为xmol,
CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g)
起始量(mol) 0.1 0.2 0 0
变化量(mol)x2xx4x
X点时量(mol)0.1-x0.2-2xx4x
即得(0.1-x)=4x,x=0.02mol,则CH4的转化率为
×100%=20%,故B正确;在同温同容时,压强之比等于物质的量之比,图中X点和Y点温度不同,无法比较X点和Y点容器内的压强,故C错误;同理可求得Z点:
0.1-x=x,x=0.05mol,即CS2为0.05mol,则CH4为0.05mol,H2S为0.1mol,H2为0.2mol,设容器的体积为1L,若此时反应已达平衡,则平衡常数K=0.16,当向容器中再充入CH4、H2S、CS2、H2各0.1mol时,各物质的量分别为CH40.15mol、H2S0.2mol、CS20.15mol、H20.3mol,此时的浓度商Q=
0.2025>K=0.16,所以反应向逆反应方向进行,即v(正)11.(2019·苏锡常镇二模)甲胺(CH3NH2)是合成太阳能敏化剂的原料。
一定温度下,在三个体积均为2.0L的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应CH3OH(g)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g),测得有关实验数据如下:
容器
编号
温度
/K
起始物质的量(mol)
平衡时物质的量(mol)
CH3OH(g)
NH3(g)
CH3NH2(g)
H2O(g)
CH3NH2(g)
H2O(g)
Ⅰ
530
0.40
0.40
0
0
0.30
Ⅱ
530
0.80
0.80
0
0
Ⅲ
500
0
0
0.20
0.20
0.16
下列说法正确的是( )
A.正反应的平衡常数K(Ⅰ)=K(Ⅱ)B.达到平衡时,体系中c(CH3OH)关系:
2c(CH3OH,Ⅰ)>c(CH3OH,Ⅱ)
C.达到平衡时,转化率:
α(NH3,Ⅰ)+α(H2O,Ⅲ)<1
D.530K时,若起始向容器Ⅰ中充入CH3OH0.10mol、NH30.15mol、CH3NH20.10mol、H2O0.10mol,则反应将向逆反应方向进行
解析:
选AC 由反应CH3OH(g)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g)可知,该反应为反应前后气体体积不变的反应;容器Ⅰ和容器Ⅱ为等温等容,容器Ⅲ较容器Ⅰ和容器Ⅱ温度降低,由表格中数据,530K时Ⅰ中,
CH3OH(g)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g)
起始(mol)0.400.4000
转化(mol)0.300.300.300.30
平衡(mol)0.100.100.300.30
K(Ⅰ)=
=9;容器Ⅱ温度与容器Ⅰ相同,平衡常数不变;
500K时Ⅲ中,
CH3OH(g)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g)
起始(mol) 000.200.20
转化(mol)0.040.040.040.04
平衡(mol) 0.040.040.160.16
K(Ⅲ)=
=16,K(Ⅲ)>K(Ⅰ),说明降低温度平衡向正反应方向移动,即正反应为放热反应。
A项,根据以上分析可知,正反应的平衡常数K(Ⅰ)=K(Ⅱ)2c(CH3OH,Ⅰ)=c(CH3OH,Ⅱ),错误;C项,容器Ⅰ和容器Ⅲ温度不同,若容器Ⅲ温度也为530K,则能建立等效平衡,此时应有α(NH3,Ⅰ)+α(H2O,Ⅲ)=1,由于容器Ⅲ温度