下列图示与对应的叙述不相符的是
A.图甲表示等量NO2在容积相同的恒容密闭容器中,不同温度下分别发生反应:2NO2(g)N2O4(g),相同时间后测得NO2含量的曲线,则该反应的ΔH<0
B.图乙表示的反应是吸热反应,该图表明催化剂不能改变化学反应的焓变
C.图丙表示压强对可逆反应2A(g)+2B(g)3C(g)+D(g)的影响,则P乙>P甲
D.图丁表示反应:4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g) ΔH<0,在其他条件不变的情况下,改变起始物CO的物质的量对此反应平衡的影响,则有T1>T2,平衡常数K1>K2
D
【详解】
A.因图甲表示等量NO2在容积相同时不同温度下,相同时间后测得的NO2含量的曲线,开始一段时间NO2的含量随温度的升高而减小,这是因为温度升高反应速率加快,反应正向进行的程度逐渐增大,当NO2含量达到最小值(即曲线的最低点)时该反应达到平衡状态,据图像知,继续升高温度NO2含量又逐渐增大,说明升高温度平衡向逆反应方向进行,根据勒夏特列原理,该反应的逆反应是吸热反应,所以该反应(即正反应)是放热反应即ΔH<0,图示与对应的叙述相符;
B.由图像可知,该反应的反应物总能量小于生成物总能量,因此该反应是吸热反应,根据图像可知,使用催化剂可以降低正反应的活化能(E1)和逆反应的活化能(E2),但反应物总能量与生成物总能量没有改变,即不能改变反应的焓变,图示与对应的叙述相符;
C.因为图丙表示压强对可逆反应2A(g)+2B(g)3C(g)+D(g)的影响,曲线乙反应达到平衡所用时间比曲线甲达到平衡所用时间短,对于气体反应压强越大反应速率越快,因此乙反应的压强大于甲反应的压强,增大压强平衡不移动,平衡时反应物的百分含量相等,图示与对应的叙述相符;
D.一方面,当温度相同时,开始一段时间随着CO的物质的量的逐渐增大,平衡向正反应方向移动,平衡时N2%(N2在反应混合气体中的含量)逐渐增大;继续增大CO的物质的量,容器中气体总物质的量的增加超过了因平衡移动时N2物质的量的增加,故后来N2%随CO的物质的量增加而减小。另一方面,当n(CO)相同温度由T1变为T2时,平衡时N2%减小,说明平衡向逆反应方向移动,因此T1的平衡常数大于T2的平衡常数,即K1>K2,根据4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g) ΔH<0可知,只有升温该反应的平衡常数才减小,所以T1<T2,图示与对应的叙述不相符;答案选D。
【点睛】
图甲中数量关系不好理解,我们可以打个比喻:现有5个身体素质不同的人从同一起点同一时刻开始跑100米,假定经过5s同时停止,此时速度越快的人离终点的距离就越近,终点好比“平衡状态”。
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近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如图:
(1)反应Ⅰ:2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)ΔH1=+551kJ·mol-1
反应Ⅲ:S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH3=-297kJ·mol-1
反应Ⅱ的化学方程式为___,标准状况下每有6.72L的SO2发生反应,释放的能量为___kJ。
(2)对反应Ⅱ,在某一投料比时,两种压强下,H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。
p2___p1(填“>”或“<”),得出该结论的理由是___。
(3)I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,可能的催化过程如下:
i.SO2+4H++4I-=S↓+2I2+2H2O
ii.I2+2H2O+SO2=4H++4I-+SO
探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18mLSO2饱和溶液加入到2mL下列试剂中,密闭放置观察现象。
序号 | A | B | C |
试剂组成 | 0.4mol·L-1KI | 0.2mol·L-1H2SO4 | amol·L-1KI,0.2mol·L-1 H2SO4 |
实验现象 | 溶液变黄,一段时间后出现浑浊 | 无明显现象 | 溶液变黄,出现浑浊较A快 |
①C是A的对比实验,则a=___。
②设计实验B、C的目的:___。