Question

【题目】（Ⅰ）某化学兴趣小组要完成中和热的测定。

（1）实验桌上备有大、小两个烧杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、环形玻璃搅拌棒、0.5 mol·L-1盐酸、0.55 mol·L-1NaOH溶液,实验尚缺少的玻璃用品是____、____。

（2）实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒?____(填“能”或“否”),其原因是______________________________________________________________。

（3）他们记录的实验数据如下:

实验用品			溶液温度		中和热
			t1	t2	ΔH
①	50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液	50 mL 0.5 mol·L-1 HCl溶液	20 ℃	23.3 ℃
②	50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液	50 mL 0.5 mol·L-1 HCl溶液	20 ℃	23.5 ℃

已知:Q=cm(t2-t1),反应后溶液的比热容c为4.18 kJ·℃-1·kg-1,各物质的密度均为1 g·cm-3。

①计算完成上表中的ΔH。

（4）若用KOH代替NaOH,对测定结果____(填“有”或“无”)影响;若用醋酸代替HCl做实验,对测定结果____(填“有”或“无”)影响。

（Ⅱ）、在一定温度下，把2 mol N2和6 mol H2通入一个体积不变的密闭容器 中，（如右图）：容器中发生以下的反应：N2（g）+3 H2（g）2NH3 （g） （正反应为放热反应）。若反应达到平衡后，测得混和气体为7 mol ，据此回答下列问题：保持上述反应温度不变，使a、b、c分别代表初始加入的N2、H2和NH3的物质的量，如果反应达到平衡后混和气体中各物质的物质的量分数仍与上述平衡时完全相同，那么：

（1）若a=1 mol ，c=2 mol，则b=____ mol，在此情况下，反应起始时将向___方向进行（填 “正反应”或“逆反应”）

（2）若规定起始时反应向逆反应方向进行，则c的范围是_____。

（3）在上述装置中，若需控制平衡后的混和气体的物质的量为6.5 mol，则可采取的措施是_________

（III）、如图所示，温度不变时，把某容器分割成A、B两部分，A容器体积固定不变，B有可动的活塞，现在A中充入2 mol SO2和1 mol O2,在B中充入2 mol SO3和 1 mol N2，在相同条件下发生可逆反应：2 SO2（g）+O2（g） 2 SO3（g）。根据下列要求填写空白：

（1）固定活塞位置在3处不动，达到平衡时，设A中压强为PA,B中压强为PB，则PA与PB的关系是PA_______PB(填“<”、“=”、“>”)。

（2）若要使A与B中平衡状态相同，可移动活塞的位置应在____处。

（3）若活塞右移到5处，达到平衡后，B中SO3为xmol,A中SO3为ymol, 则x和y 的关系是x____y. (填“<”、“=”、“>”)。

Answer 1

【答案】 量筒 温度计 不能，金属易导热,热量散失导致误差大 kJ·mol-1 无 有 3 逆反应 1c4 【答题空10】降低温度 < 3 <

【解析】试题分析：本题考查中和热的测定，等效平衡规律的应用，外界条件对化学平衡的影响，化学平衡的计算。

（I）（1）进行中和热的测定还需要的玻璃用品为：量筒、温度计，量筒用于量取盐酸和NaOH溶液的体积，温度计用于测量反应前后的温度。

（2）不能用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒。因为Cu为金属，金属易导热，热量散失导致误差大。

（3）第①次实验的温度差为23.3℃-20℃=3.3℃，第②次实验的温度差为23.5℃-20℃=3.5℃，两次实验的平均温度差为=3.4℃，反应放出的热量Q=cm(t2-t1)=4.18 kJ·℃-1·kg-1（1 g·cm-350mL+1 g·cm-350mL）10-3kg/g3.4℃=1.4212kJ，反应生成的H2O的物质的量为：n（H2O）=n（HCl）=0.5mol/L0.05L=0.025mol，中和热ΔH=-=-56.85kJ/mol。

（4）若用KOH代替NaOH，KOH和NaOH都属于强碱水溶液，对测定结果无影响。若用醋酸代替HCl做实验，醋酸属于弱酸，醋酸电离吸热，对测定结果有影响，使测得的中和热ΔH偏大。

（II）用三段式计算，设从起始到平衡转化N2物质的量为xmol，

N2（g）+3 H2（g）2NH3 （g）

n（起始）（mol） 2 6 0

n（转化）（mol） x 3x 2x

n（平衡）（mol） 2-x 6-3x 2x

则2-x+6-3x+2x=7mol，解得x=0.5，平衡时N2、H2、NH3物质的量依次为1.5mol、4.5mol、1mol。保持上述反应温度不变，使a、b、c分别代表初始加入的N2、H2和NH3的物质的量，如果反应达到平衡后混和气体中各物质的物质的量分数仍与上述平衡时完全相同，此时的平衡与原平衡为恒温恒容下反应前后气体分子数不等的等效平衡，根据等效平衡的规律，采用极限法“一边倒”换算各物质物质的量应分别对应相等，a+=2，b+=6。

（1）若a=1 mol，c=2 mol，则b=3mol，起始N2、H2物质的量小于平衡时，NH3物质的量大于平衡时，反应起始时将向逆反应方向进行。

（2）若规定起始时反应向逆反应方向进行，反应物取最小值a=0，b=0，则c的最大值为4；反应向逆反应方向进行，则NH3的起始值大于平衡值，c1，c的范围是1c4。

（3）该反应的正反应为气体分子数减小的反应，在上述装置中，若需控制平衡后混合气体物质的量为6.5mol7mol，即使平衡向正反应方向移动，可采取的措施是降低温度。

（III）N2与反应无关，首先不考虑N2。若固定活塞位置在3处不动，则A、B为恒温恒容容器，A中起始充入2molSO2和1molO2，B中起始充入2molSO3，采用极限法“一边倒”后相当于2molSO2和1molO2，与A中完全一致，则A、B平衡时为完全全等的等效平衡，达平衡时各物理量分别对应相等。

（1）根据上述分析，固定活塞位置在3处不动，不考虑B中的N2，则A、B达到平衡时压强相等；B中在平衡时再加入1molN2，化学平衡不移动，但N2也产生压强，B中压强增大，则平衡时PAPB。

（2）根据上述分析，要使A与B中平衡状态相同移动活塞的位置在3处。

（3）活塞在3处时A、B中SO3物质的量相等；若活塞右移到5处，即对B从3移到5，增大体积，减小压强，平衡向逆反应方向移动，则xy。

容器特点和反应特点	等效条件	结果
恒温恒容 反应前后气体分子数不相等	起始投料换算成相同物质表示时物质的量对应相等	两次平衡时各组分百分含量、n、c、p均相同
恒温恒容 反应前后气体分子数相等	起始投料换算成相同物质表示时物质的量对应成比例	两次平衡时各组分百分含量相同，n、c、p成比例变化
恒温恒压 所有有气体参与的可逆反应	起始投料换算成相同物质表示时物质的量对应成比例	两次平衡时各组分百分含量、c相同，n、V成比例变化