题目内容
(8分)(1)某温度时,在2 L密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化曲线如下图所示。由图中数据分析,该反应的化学方程式为:____________________________
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(2) 用Z表示从0—2min内该反应的平均反应速率为
____________________
(3) 某时刻t(t﹤5min)测得Y、Z两者的物质的量之比为
3:1,则X的转化率为_________
(4) 该条件下,能说明反应已达到平衡状态的是
a.容器内z物质的量浓度为0.25mol/L
b.正反应和逆反应的速率都为0
c.容器内X、Y、Z物质的量之比为1∶3∶2
d.容器内X气体的体积分数不变
e. 单位时间内消耗3a mol X,同时生成2a mol Z
(每空2分)(1)3X+Y
2Z (2)0.05mol·L-1·min-1
(3)30% (4)a d
【解析】
试题分析:(1)由图象可以看出,反应中X、Y的物质的量减少,应为反应物,Z的物质的量增多,应为生成物,当反应进行到5min时,△n(X)=0.6mol,△n(Y)=0.2mol,△n(Z)=0.4mol,则△n(X):△n(Y):△n(Z)=3:1:2,参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比,则反应的方程式为:3X+Y
2Z;
(2)从0—2min内Z的物质的量变化为0.2mol,则浓度变化量为0.1mol/L,故反应速率为0.1mol/L÷2min=0.05mol·L-1·min-1;
(3)根据反应3X+Y
2Z可列三段式如下:
3X+Y
2Z
起始物质的量 1 1 0.1
变化物质的量 3x x 2x
某时刻物质的量 1-3x 1-x 0.1+2x
故有:(1-x):(0.1+2x)=3:1,解得x=0.1,故X的转化率为0.3/1 ×100%=30%;
(4)a.容器内z物质的量浓度为0.25mol/L,根据图示可知Z的浓度不再改变,故已达到平衡;b.正反应和逆反应的速率都为0,则反应停止,不是平衡状态;c.容器内X、Y、Z物质的量之比为1∶3∶2,不能说明是否不变,不一定平衡;d.容器内X气体的体积分数不变,说明已达平衡;e. 单位时间内消耗3a mol X,同时生成2a mol Z ,均为同一方向,不可说明是否平衡;故选ad。
考点:考查化学反应速率的计算、三段式的应用、化学平衡状态的判断等相关知识。
(15分)工业上设计将VOSO4中的K2SO4、SiO2杂质除去并回收得到V2O5的流程如下:
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请回答下列问题:
(1)步骤①所得废渣的成分是 (写化学式),操作I的名称 。
(2)步骤②、③的变化过程可简化为(下式R表示VO2+,HA表示有机萃取剂):
R2(SO4)n (水层)+ 2nHA(有机层)
2RAn(有机层) + nH2SO4 (水层)
②中萃取时必须加入适量碱,其原因是 。
③中X试剂为 。
(3)④的离子方程式为 。
(4)25℃时,取样进行试验分析,得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表:
pH | 1.3 | 1.4 | 1.5 | 1.6 | 1.7 | 1.8 | 1.9 | 2.0 | 2.1 |
钒沉淀率% | 88.1 | 94.8 | 96.5 | 98.0 | 98.8 | 98.8 | 96.4 | 93.1 | 89.3 |
结合上表,在实际生产中,⑤中加入氨水,调节溶液的最佳pH为 ;若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe(OH)3沉淀,则溶液中c(Fe3+)< 。〖已知:25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39〗
(5)该工艺流程中,可以循环利用的物质有 和 。