题目内容

1．400℃时，向容积为2L的密闭容器中充入1.2mol 的A和0.6mol 的B，发生反应如下：A（g）+B（g）?C（g）+D（g）．t分钟后反应达到平衡，此时测得A的物质的量为0.8mol．下列说法正确的是（　　）
A．反应在tmin内的平均速率为v（D）=0.4/tmol•L-1•min-1
B．温度升至500℃时，上述反应平衡常数为0.64，则正反应为吸热反应
C．保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.2molB，与原平衡相比，达到新平衡时A转化率增大，B的体积分数增大
D．若反应开始时向密闭容器中充入2.4mol 的A和1.2mol 的B，达到平衡所需时间小于t

分析 400℃时，向容积为2L的密闭容器中充入1.2mol A气体和0.6mol B气体，t分钟后反应达到平衡，此时测得A的物质的量为0.8mol，则：
            A（g）+B（g）?C（g）+D（g）
起始（mol）：1.2   0.6     0      0
转化（mol）：0.4   0.4     0.4    0.4 
平衡（mol）：0.8   0.2     0.4    0.4
A．根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（D）；
B．反应前后气体的体积不变，用物质的量代替浓度计算400℃时平衡常数K=$\frac{0.4×0.4}{0.8×0.2}$=1，升高温度，平衡常数减小，说明升高温度平衡逆向移动；
C．保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.2molB，与原平衡相比，平衡正向移动，平衡时A转化率增大，混合气体总物质的量增大0.2mol，设平衡时转化的B为xmol，表示出平衡时各组分物质的量，结合平衡常数列方程计算解答；
D．若反应开始时向密闭容器中充入2.4mol 的A和1.2mol 的B，等效为在原平衡的基础上压强增大一倍，反应速率加快．

解答 解：400℃时，向容积为2L的密闭容器中充入1.2mol A气体和0.6mol B气体，t分钟后反应达到平衡，此时测得A的物质的量为0.8mol，则：
            A（g）+B（g）?C（g）+D（g）
起始（mol）：1.2    0.6    0     0
转化（mol）：0.4    0.4    0.4   0.4
平衡（mol）：0.8    0.2    0.4   0.4
A．反应在tmin内的平均速率为v（D）=$\frac{\frac{0.4mol}{2L}}{tmin}$=$\frac{0.2}{t}$mol•L-1•min-1，故A错误；
B．反应前后气体的体积不变，用物质的量代替浓度计算400℃时平衡常数K=$\frac{0.4×0.4}{0.8×0.2}$=1，升高温度，平衡常数减小，说明升高温度平衡逆向移动，则正反应为放热反应，故B错误；
C．保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.2molB，与原平衡相比，平衡正向移动，平衡时A转化率增大，混合气体总物质的量增大0.2mol，设平衡时转化的B为xmol，则：
            A（g）+B（g）?C（g）+D（g）
起始（mol）：1.2    0.8     0    0
转化（mol）：x      x       x     x
平衡（mol）：1.2-x  0.8-x   x     x
则$\frac{x×x}{（1.2-x）×（0.8-x）}$=1，解得x=0.48，平衡时B的体积分数为$\frac{0.32mol}{2mol}$=16%，原平衡时V的体积分数为$\frac{0.2mol}{1.8mol}$=11.1%，故新平衡时B的体积分数增大，故C正确；
 D．若反应开始时向密闭容器中充入2.4mol 的A和1.2mol 的B，等效为在原平衡的基础上压强增大一倍，反应速率加快，达到平衡所需时间小于tmin，故D正确，
故选：CD．

点评 本题考查化学平衡计算、反应速率计算与影响因素、平衡常数等，注意理解掌握平衡常数的应用．

练习册系列答案
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工业上常用SiO2与C在高温下发生反应制造粗硅，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物质的量之比为1∶1。下列说法正确的是( )

A．硅元素在地壳中含量居第二位，主要以单质硅和硅酸盐的形式存在

B．纯净的SiO2只能用于制造光导纤维

C．SiC因有很高的化学稳定性和热稳定性，故可用作高温结构陶瓷材料。

D．制造粗硅时的上述反应方程式为：2SiO2＋5CSi＋SiC＋4CO↑
12．高铁酸钾（K2FeO4）是一种集氧化、吸附、絮凝、助凝、杀菌、除臭为一体的新型高效多功能绿色水处理剂，具有良好的应用前景．其生产工艺如下：

已知：①2KOH+Cl2═KCl+KClO+H2O（条件：温度较低）
②6KOH+3C12═5KCl+KClO3+3H2O（条件：温度较高）
回答下列问题：
（1）该生产工艺应在温度较低（填“温度较高’’或“温度较低”）的情况下进行．
（2）写出Fe（NO3）3在强碱性条件下与KClO反应制K2FeO4的离子方程式2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O．
（3）在“反应液I”中加KOH固体的目的是AC（填序号）．
A．与“反应液I”中过量的Cl2继续反应，生成更多的KClO
B．KOH固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反应速率
C．为下一步反应提供反应物   D．使副产物KClO3化为KClO．
9．氨的合成是最重要的化工生产之一．
Ⅰ．合成氨用的氢气有多种制取的方法：
①活泼金属（如钠）直接跟水反应；
②金属（如锌）跟稀盐酸或稀硫酸反应；
③电解水制氢气
④由焦炭跟水反应制取氢气：C+H2O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO+H2；
⑤由天然气制取氢气：CH4+H2O（g）$\frac{\underline{\;\;\;高温\;\;\;}}{催化剂}$CO+3H2
（1）请你再补充一种制取氢气的方法，写出该反应的化学方程式2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑．
（2）已知有关反应的能量变化如图，则方法⑤反应的焓变△H=（a+3b-c）kJ•mol-1．

Ⅱ．在3个2L的密闭容器中，在相同的温度下、使用相同的催化剂分别进行反应：3H2（g）+N2（g）$\frac{\underline{\;高温高压\;}}{催化剂}$2NH3（g），按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时有关数据如表：
容器甲乙丙
反应物投入量3mol H2、2mol N26mol H2、4mol N22mol NH3
达到平衡的时间（min）58
平衡时N2的浓度（mol•L-1）c11.5
NH3的体积分数ω1ω3
混合气体密度（g•L-1）ρ1ρ2
（3）分析上表数据，下列关系正确的是ab（填写序号字母）．
a．2c1＞1.5mol/L         b．2ρ1=ρ2       c．ω3=ω1
（4）在该温度下该反应的平衡常数K=$\frac{（2-2{c}_{1}）^{2}}{{c}_{1}×（3{c}_{1}-1.5）^{3}}$（用含c1的代数式表示）．
（5）容器乙中反应从开始到达平衡的反应速率为v（H2）=0.3mol/（L．min）．
Ⅲ．用氨气制取尿素[CO（NH2）2]的反应为：2NH3（g）+CO2（g）?CO （NH2）2（l）+H2O（g）．某温度下，为进一步提高CO2的平衡转化率，下列措施中能达到目的是ab．
a．提高NH3的浓度   b．增大压强   c．及时转移生成的尿素   d．使用更高效的催化剂．
16．已知工业上合成氨的反应为：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0．在一体积为2L的密闭容积中，加入0.20mol的N2和0.60mol的H2，反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如图所示，
请回答下列问题：
（1）写出该反应平衡常数的表达式K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$
（2）反应进行到4分钟到达平衡．请计算从反应开始到刚刚平衡，平均反应速率v（NH3）为0.025mol/（L•min）；
（3）5分钟时，保持其它条件不变，把容器的体积缩小一半，平衡向正反应方向移动（填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”）．化学平衡常数将不变（填“增大”、“减少”或“不变”）．
（4）N2和H2的反应还有其它应用．如：有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，分别以N2、H2为电极反应物，以HCl-NH4Cl溶液为电解质溶液制造新型燃料电池，试写出该电池的正极电极反应式N2+8H++6e-═2NH4+．
6．在容积可变的密闭容器中，10mol N2和30mol H2在一定条件下反应，达到平衡时，H2的转化率为25%，则平衡时氨气的物质的量为（　　）
A．2.5 molB．4.5 molC．5molD．7.5 mol
13．在容积为1L的密闭容器中，进行如下反应：A（g）+2B（g）?C（g）+D（g），在不同温度下，D的物质的量n（D）和时间t的关系如图，（在800℃，第5分钟时可逆反应达到平衡状态），请回答下列问题：
（1）700℃时，0-5min内，以B表示的平均反应速率为0.18mol/（L．min）
（2）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是AB
A、容器中压强不变                B、混合气体中c（A）不变
C、v正（B）=v逆（D）                 D、c（A）=c （C）
（3）若最初加入1.0molA和2.2molB，利用图中数据计算800℃时的平衡常数K=0.72，该反应为吸热反应（填“吸热”或“放热”）．
（4）800℃时，某时刻测得体系中各物质的物质的量浓度如下：c（A）=0.06mol?L-1、c（B）=0.50mol?L-1、c（C）=0.20mol?L-1、c（D）=0.018mol?L-1，则此时该反应向正方向进行（填“向正方向进行”、“向逆方向进行”或“处于平衡状态”）．
10．Ⅰ．高锰酸钾在实验室和工农业生产中有广泛的用途，实验室以二氧化锰为主要原料制备高锰酸钾．其部分流程如下：

（1）第①步加热熔融应在铁坩埚中进行，而不用瓷坩埚的原因是SiO2+2KOH$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$K2SiO3+H2O（用化学程式表示）．
（2）第④步通入CO2，发生反应生成MnO4-和MnO2和碳酸盐，则发生反应的离子方程式为3MnO42-+2CO2$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2MnO4-+MnO2↓+2CO32-2-
（3）第⑥步加热浓缩至液面有细小晶体析出时，停止加热，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，干燥过程中，温度不宜过高，其原因是2KMnO4$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑（用化学方程式表示）．
（4）H2O2和KMnO4都是常用的强氧化剂，若向H2O2溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液，则酸性高锰酸钾溶液会褪色，写出该反应的离子方程式：2MnO4-+6H++5H2O2=2Mn2++5O2↑+8H2O．
Ⅱ．某小组设计如图所示的装置图（图中夹持和加热装置略去），分别研究SO2和Cl2的性质．

（5）若从左端分别通入SO2和Cl2，装置A中观察到的现象是否相同？相同．
（6）若装置B中装有5.0mL 1.0mol•L-1碘水，当通入足量Cl2完全反应后，共转移了5×10-2mol电子，该反应的化学方程式为：5Cl2+I2+6H2O=10HCl+2HIO3．
（7）若由元素S和O组成-2价酸根离子X，X中S和O的质量比为4：3；当Cl2与含X的溶液完全反应后，得澄清溶液，取少量该溶液加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀产生．写出Cl2与含X的溶液反应的离子方程式4Cl2+S2O32-+5H2O=2SO42-+8Cl-+10H+．
11．海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源，下图为海水利用的部分过程．下列有关说法正确的是
（　　）
A．用澄清的石灰水可鉴别NaHCO3和Na2CO3
B．溴元素在第③、⑤中被氧化，在第④中被还原
C．工业上一般用金属钠与无水MgCl2反应制取Mg单质
D．海水中还含有碘元素，只需将海水中的碘升华就可以得到碘单质

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