题目内容

(14分)短周期主族元素A、B、C、D、E原子序数依次增大 , A是元素周期表中原子半径最小的元素,B是形成化合物种类最多的元素,C原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,D是同周期中金属性最强的元素,E的负一价离子与C的某种氢化物分子含有相同的电子数。
⑴A、C、D形成的化合物中含有的化学键类型为              
⑵已知:
① E-E→2E  ?H=+a kJ/mol;
② 2A→A-A  ?H=-b kJ/mol;
③ E+A→A-E ?H=-c kJ/mol;
写出298K时,A2与E2反应的热化学方程式                                   
⑶在某温度下容积均为2 L的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温恒容,使之发生反应:2A2(g)+BC(g)X(g)  ?H=-Q kJ/mol(Q>0,X为A、B、C三种元素组成的一种化合物)。初始投料与各容器达到平衡时的有关数据如下:

实验



初始投料
2 mol A2、1 mol BC
1 mol X
4 mol A2、2 mol BC
平衡时n(X)
0.5 mol
n2
n3
反应的能量变化
放出Q1kJ
吸收Q2kJ
放出Q3kJ
体系的压强
P1
P2
P3
反应物的转化率
1
2
3
①在该温度下,假设甲容器从反应开始到平衡所需时间为4 min,则A2的平均反应速率
v (A2)=                 
② 计算该温度下此反应的平衡常数K =                 
③三个容器中的反应分别达平衡时下列各组数据关系正确的是           (填字母)。
A.α1+α2=1            B.Q1+Q2=Q              C.α3<α1              
D.P3<2P1=2P2         E.n2<n3<1.0 mol           F.Q3=2Q1
④在其他条件不变的情况下,将甲容器的体积压缩到1 L,若在第8min达到新的平衡时A2的总转化率为75%,请在下图中画出第5min 到新平衡时X的物质的量浓度的变化曲线。

⑷熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)是一种高温燃料电池,被称为第二代燃料电池,是未来民用发电的理想选择方案之一,其工作原理如图所示。现以A2(g)、BC(g)为燃料,以一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质。写出该碳酸盐燃料电池(MCFC)正极的电极反应式____________________________。

⑴离子键、极性键(或共价键)
⑵ H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ?H=(a+b-2c)kJ·mol-1[?H表示成-(2c-a-b)kJ·mol-1也可]
⑶①0.125 mol·L-1·min-1
②4 L2/mol2   ③ ABD


⑷ O2+4e+2CO2=2CO32

解析试题分析:根据题意依次推出A为氢元素,B为碳元素,C为氧元素,D为钠元素,E为氯元素;
⑴A、C、D形成的化合物为NaOH,其所含化学键为离子键、极性键(或共价键);
⑵首先写出A2与E2反应的方程式,并标出各物质的状态为H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);将“①-②+③×2”得该化学方程式,根据盖斯定律得该反应热?H=(a+b-2c)kJ·mol-1,据此便可写出完整的热化学方程式;
⑶①A2的平均反应速率v (A2)=
②该温度下此反应的平衡常数K=
③甲和乙两容器的平衡状态为全等平衡,则有α1+α2=1,Q1+Q2=Q,P1=P2,n2=n1=0.5 mol;由于丙容器的起始量是甲的2倍,可将丙容器的体积扩大2倍(与甲同压等效),然后再恢复到原体积,则可得α3>α1,P3<2P1,n2<1.0 mol<n3,Q3>2Q1,综上只有A、B、D项正确。
④第5min时X的物质的量浓度变为0.5 mol/L(体积变为1 L),再根据“第8min达到新的平衡时A2的总转化率为75%”,则到新平衡时X的物质的量浓度为,据此便可作图。
⑷O2在正极上发生还原反应生成CO32:O2+4e+2CO2=2CO32
考点:本题考查化学与热量、化学反应速率与化学平衡常数、等效平衡、电化学等。

练习册系列答案
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(10分)
(1)制备氢氧化铁胶体的化学方程式为                             
(2)碳酸氢钠在水溶液中的电离方程式为                               
(3)能证明Na2SO3溶液中存在SO32+H2OHSO3+OH水解平衡的事实是       (填选项字母)。
A.滴入酚酞溶液变红,再加入H2SO4溶液后红色退去
B.滴入酚酞溶液变红,再加入氯水后红色退去
C.滴入酚酞溶液变红,再加入BaCl2溶液后产生沉淀且红色褪去
(4)现有可逆反应:2A(g)+2B(g)C(g)+3D(s),在密闭容器的容积、温度都相同的条件下,分别从以下两条途径建立平衡:Ⅰ. A、B的起始物质的量均为2 mol,Ⅱ.C、D的起始物质的量分别为2 mol和6 mol。以下说法中正确的是         (填选项字母)。
A.Ⅰ、Ⅱ两条途径最终达到平衡时,体系内混合气体的百分组成相同
B.达到平衡时,途径Ⅱ所得混合气密度为途径Ⅰ所得混合气密度的2倍
C.达到平衡时,途径ⅡC的平衡浓度大于途径ⅠC的平衡浓度的2倍
(5)在恒容绝热(不与外界交换能量)条件下进行2A (g)+ B(g)2C(g)+ D(s)反应,按下表数据投料,反应达到平衡状态,测得体系压强升高。简述该反应的平衡常数与温度的变化关系:                                           

物质
A
B
C
D
起始投料/mol
2
1
2
0

工业制硫酸的过程中利用反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)+Q (Q>0),将SO2转化为SO3,尾气SO2可用NaOH溶液进行吸收。请回答下列问题:
(1)写出该可逆反应的化学平衡常数表达式                                   
(2)一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2molSO2和1molO2发生反应,下列说法中,正确的是    (填编号)。
a.若反应速率υ正(O2)=2υ逆(SO3),则可以说明该可逆反应已达到平衡状态
b.保持温度和容器体积不变,充入2 mol N2,化学反应速率加快
c.平衡后移动活塞压缩气体,平衡时SO2、O2的百分含量减小,SO3的百分含量增大
d.平衡后升高温度,平衡常数K增大
将一定量的SO2(g)和O2(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,在不同温度下进行反应得到如下表中的两组数据:

实验编号
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所需时间/min
SO2
O2
SO2
O2
1
T1
4
2
x
0.8
6
2
T2
4
2
0.4
y
t
 
(3)实验1从开始到反应达到化学平衡时,υ(SO2)表示的反应速率为              
T1      T2 (选填“>”、“<”或“=”),理由是                              。尾气SO2用NaOH溶液吸收后会生成Na2SO3。现有常温下0.1mol/LNa2SO3溶液,实验测定其pH约为8,完成下列问题:
(4)该溶液中c(Na+)与 c(OH)之比为          
该溶液中c(OH)= c(H+)+         +         (用溶液中所含微粒的浓度表示)。
(5)如果用含等物质的量溶质的下列各溶液分别来吸收SO2,则理论吸收量由多到少的顺序是         (用编号排序)
A.Na2SO3       B.Ba(NO3)2        C.Na2S       D.酸性KMnO4

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