题目内容
11.可逆反应2A(g)+B(g)?2C(g)+D(s),△H=-Q kJ/mol(Q>0).(1)若甲、乙是体积均为1L的恒容密闭容器,一定温度下,甲中充入4mol A、2mol B,乙中充入1mol A、0.5mol B、3mol C和1.5mol D,达到平衡时甲、乙两容器中C的体积分数均为0.4,回答下列问题:
①若甲、乙两容器中A的物质的量浓度相等,则x=2,平衡时B的体积分数为0.2,乙中反应开始时向逆向进行(填“正向”、“逆向”、“不移动”).
②若x值与①中相同,只改变乙中充入D的量,欲使反应维持向①中方向进行且平衡时C的体积分数仍为0.4,则D的起始物质的量应满足的条件是n(D)≥2mol;
(2)若x=3,一定温度下,将2mol A、1mol B充入体积为V的恒容容器甲,将6mol C、2mol D充入体积为2V的恒压容器乙,一段时间后两容器均达平衡状态,回答下列问题:
①达平衡时,甲中压强=乙中压强(填“>”、“=”或“<”),从乙中移走3mol C,再次平衡后,甲中C的浓度>乙中C浓度(填“>”、“=”、“<”);
②达平衡时,甲容器放出的热量为Q1,乙容器中吸收热量为Q2,已知Q1=4Q2,则甲、乙两容器中反应物的转化率W甲:W乙=8:1.
分析 (1)①平衡时甲、乙两容器中C的体积分数均为0.4,且甲、乙两容器中A的物质的量浓度相等,则甲、乙为完全等效平衡,完全转化到右边满足C的物质的量相等,据此计算x的值;
设甲中参加反应B的物质的量为ymol,利用三段式表示出平衡时各组分的物质的量,再根据C的体积分数列方程计算解答;
甲、乙平衡时对应各组分的物质的量相等,结合乙中A或B或C的物质的量与平衡时物质的量相对大小判断反应进行方向;
②若x值与①中相同,只改变乙中充入D的量,欲使反应维持向①中方向进行且平衡时C的体积分数仍为0.4,与乙为等效平衡,由于D为固体,D的物质的量增大不影响平衡移动,D的起始物质的量应为甲完整转化到右边生成的D的物质的量;
(2)若x=3,一定温度下,将2mol A,1mol B充入体积为V的恒容容器中,将6mol C,2mol D充入体积为2V的恒压容器乙,一段时间后两容器均达平衡状态,
①开始时,两容器内气体的总浓度相等,温度相等,则起始压强相等,若x=3,平衡前后气体总物质的量不变,反应中保持压强不变,将乙转化到左边得到4mol A,2mol B,与甲中对应组分的浓度相等,则为等效平衡,平衡时对应组成的浓度相等,从乙中移走3molC,等效为在甲中平衡的基础上移走3molC,则平衡时乙中C的浓度减小;
②根据反应热计算甲中B、乙中C参加反应的物质的量,再表示出转化率,可以计算转化率之比.
解答 解:(1)①平衡时甲、乙两容器中C的体积分数均为0.4,且甲、乙两容器中A的物质的量浓度相等,则甲、乙为完全等效平衡,完全转化到右边满足C的物质的量相等,则:4×$\frac{x}{2}$=1×$\frac{x}{2}$+3,解得x=2;
设甲中参加反应B的物质的量为ymol,则:
2A(g)+B(g)?2C(g)+4D(s)
开始(mol):4 2 0
转化(mol):2y y 2y
平衡(mol):4-2y 2-y 2y
则$\frac{2y}{4-2y+2-y+2y}$=0.4,解得y=1,平衡时B的体积分数为$\frac{(2-y)mol}{(6-y)mol}$×100%=$\frac{2-1}{6-1}$=0.2;
甲、乙平衡时对应各组分的物质的量相等,甲平衡时A为(4-2y)mol=(4-2)mol=2mol,乙中充入1mol A,小于平衡时2mol,故反应逆向进行,
故答案为:2;0.2;逆向;
②若x值与①中相同,只改变乙中充入D的量,欲使反应维持向①中方向进行且平衡时C的体积分数仍为0.4,与乙为等效平衡,由于D为固体,D的物质的量增大不影响平衡移动,D的起始物质的量应为甲完整转化到右边生成的D的物质的量,而甲完全转化可以得到D为4mol×$\frac{1}{2}$=2mol,故乙中D的起始物质的量n(D)≥2mol,
故答案为:n(D)≥2mol;
(2)①开始时,两容器内气体的总浓度相等,温度相等,则起始压强相等,若x=3,平衡前后气体总物质的量不变,反应中保持压强不变,则达平衡时,甲中压强=乙中压强;
将乙转化到左边得到4mol A,2mol B,与甲中对应组分的浓度相等,容器内压强相等,则为等效平衡,平衡时对应组成的浓度相等,从乙中移走3molC,等效为在甲中平衡的基础上移走3molC,则平衡时乙中C的浓度减小,即再次平衡后,甲中C的浓度>乙中C的浓度,
故答案为:=;>;
②达平衡时,甲容器放出的热量为Q1,乙容器中吸收热量为Q2,已知Q1=4Q2,则甲中参加反应B为$\frac{4{Q}_{2}}{Q}$mol,甲中转化率W甲=$\frac{\frac{4{Q}_{2}}{Q}mol}{1mol}$=$\frac{4{Q}_{2}}{Q}$,乙中参加反应C为3×$\frac{{Q}_{2}}{Q}$mol,乙中转化率W乙=$\frac{\frac{3{Q}_{2}}{Q}mol}{6mol}$$\frac{{Q}_{2}}{2Q}$,
甲、乙两容器中反应物的转化率W甲:W乙=$\frac{4{Q}_{2}}{Q}$:$\frac{{Q}_{2}}{2Q}$=8:1,
故答案为:8:1.
点评 本题考查化学平衡有关计算,涉及等效平衡问题,需要学生理解掌握等效平衡规律,难度较大.
A. | 1gCH4 | B. | 4.9g H2SO4 | C. | 标况下3.36LHe | D. | 6.02×1022个CO2 |
A. | Al | B. | K | C. | Cu | D. | Mg |
Ⅰ.还原法 在酸性介质中用FeSO4等将+6价铬还原成+3价铬.
具体流程如下:
有关离子完全沉淀的pH如下表:
有关离子 | Fe2+ | Fe3+ | Cr3+ |
完全沉淀为对应氢氧化物的pH | 9.0 | 3.2 | 5.6 |
(2)还原+6价铬还可选用以下的BD试剂(填序号).
A.明矾 B.亚硫酸氢钠 C.生石灰 D.铁屑
(3)在含铬废水中加入FeSO4,再调节pH,使Fe3+和Cr3+产生氢氧化物沉淀.
则在操作②中可用于调节溶液pH的试剂为:CD(填序号);
A.Na2O2 B.Ba(OH)2 C.Ca(OH)2 D.NaOH
此时调节溶液的pH范围在B(填序号)最佳.
A.3~4 B.6~8 C.10~11 D.12~14
Ⅱ.电解法 将含+6价铬的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入适量的氯化钠进行电解.阳极区生成的Fe2+和Cr2O72-发生反应,生成的Fe3+和Cr3+在阴极区与OH-结合生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀除去.
(4)写出阴极的电极反应式2H++2e-═H2↑或2H2O+2e-═H2↑+2OH-.
(5)电解法中加入氯化钠的作用是:增强溶液导电性.
①植物油
②乙酸
③乙酸乙酯.
A. | ①②③ | B. | ①② | C. | ①③ | D. | ②③ |
A. | 4.6g 金属钠与足量O2充分反应后,所得固体中阴、阳离子的总数为0.3NA | |
B. | 1 L 0.5 mol/L 的FeCl3溶液充分水解后,所得Fe(OH)3胶粒的数目为0.5NA | |
C. | 过量的Fe与1 mol Cl2充分反应,转移电子的数目为2NA | |
D. | 1 L含NA个Al3+的Al(NO3)3溶液中,NO3-物质的量浓度大于3 mol/L |