题目内容

20．已知2X2（g）+Y2（g）?2Z（g）△H=-akJ•mol-1（a＞0），在一个容积固定的容器中加入2molX2和lmolY2，在500℃时充分反应达平衡后Z的浓度为Wmol•L-1，放出热量bkJ．
（1）此反应平衡常数表达式为K=$\frac{{c}^{2}（Z）}{{c}^{2}（{X}_{2}）•c（{Y}_{2}）}$；若将温度降低到300℃，则反应平衡常数将增大（填增大、减少或不变）
（2）若原来容器中只加入2molZ，500℃充分反应达平衡后，吸收热量ckJ，则Z浓度=W mol•L-1（填“＞”、“＜”或“=”），a、b、c之间满足关系a=b+c（用代数式表示）
（3）能说明反应己达平衡状态的是BC
A．浓度c（Z）=2c（Y2）                B．容器内压强保持不变
C．v逆（X2）=2v正（Y2）               D．容器内的密度保持不变
（4）若将上述容器改为恒压容器（反应器开始体积相同），相同温度下起始加入2molX2和lmol Y2达到平衡后，Y2的转化率将变大（填变大、变小或不变）

分析 （1）根据化学平衡常数概念可得K的表达式；根据温度对化学平衡的影响可得；
（2）恒温恒容下，2molZ完全转化到左边，可得2molX2和1molY2，故与原平衡为等效平衡，平衡时Z的浓度相同；同一可逆反应，相同温度下，正、逆反应的反应热数值相等，但符号相反，令平衡时Z的物质的量为nmol，根据反应热计算两个过程的热量数值，据此判断；
（3）根据化学平衡时：正逆反应速率相等，各组分的含量保持不变进行判断；
（4）原平衡随反应进行，压强降低．恒压容器（反应器开始体积相同），相同温度下起始加入2molX2和1molY2，等效为在原平衡的基础上增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，据此判断．

解答 解：（1）2X2（g）+Y2（g）?2Z（g），化学平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（Z）}{{c}^{2}（{X}_{2}）•c（{Y}_{2}）}$；△H=-akJ•mol-1，a＞0，则△H＜0，正反应为放热反应，降低温度，向着逆反应方向移动，K增大；
故答案为：K=$\frac{{{c^2}（Z）}}{{{c^2}（{X_2}）•c（{Y_2}）}}$；增大；
（2）恒温恒容下，2molZ完全转化到左边，可得2molX2和1molY2，故与原平衡为等效平衡，平衡时Z的浓度相同，故c（Z）=Wmol•L-1，
同一可逆反应，相同温度下，正、逆反应的反应热数值相等，但符号相反，令平衡时Z的物质的量为nmol，
对于反应2X2（g）+Y2（g）?2Z（g）△H=-akJ•mol-1，则b=则b=n×$\frac{a}{2}$，对于反应2Z（g）?2X2（g）+Y2（g）△H=akJ•mol-1，Z分解的物质的量为（2-n）mol，故c=$\frac{2-n}{2}$×a=1-n×$\frac{a}{2}$，故a=b+c；
故答案为：=； a=b+c；
 （3）A．参与反应的c（Z）=2c（Y2），平衡时不一定满足该式，故A错误；               
B．该反应是个气体体积减小的反应，随着反应的进行，压强减小，容器内压强保持不变时，说明反应平衡，故B正确；
C．v逆（X2）=2v正（Y2）=v正（X2），正逆反应速率相等，反应平衡，故C正确；      
D．恒容气体体积不变，混合气体的质量不变，根据$ρ=\frac{m}{V}$，容器内的密度始终不变，故D错误；
故答案为：BC；
 （4）原平衡随反应进行，压强降低．恒压容器（反应器开始体积相同），相同温度下起始加入2molX2和1molY2，等效为在原平衡的基础上增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，即向正反应移动，Y2的转化率变大，
故答案为：变大．

点评 本题考查化学平衡常数、平衡状态判断，化学平衡的有关计算等，题目综合性强，难度中等，注意把握等效平衡的原理．

练习册系列答案
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1．下列离子方程式改写成化学方程式正确的是（　　）
A．Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓ Mg（NO3）2+Ba（OH）2═Mg（OH）2↓+Ba（NO3）2
B．Fe+Cu2+═Fe2++Cu Fe+CuO═FeO+Cu
C．Ag++Cl-═AgCl↓ Ag2SO4+2HCl═2AgCl↓+H2SO4
D．CO2+2OH-═CO32-+H2O CO2+2NH3•H2O═（NH4）2CO3+H2O
2．党的十七大报告提出，促进国民经济又快又号发展，要加强能源资源节约和生态环境保护．以下做法与此精神相违背的是（　　）
A．控制高能耗企业上马
B．倡导“绿色化学”理念，逐步实现化工企业零排放
C．加大对污染企业的整治力度
D．无节制地开采煤、石油、天然气等矿物资源
8．向一容积为1L的密闭容器中加入一定量的X、Y，发生反应aX（g）+2Y（s）═bZ（g）△H＜0．如图是容器中X、Z的物质的量浓度随时间变化的曲线．根据以上信息，下列说法正确的是（　　）
A．用X表示0～10 min内该反应的平均速率为v（X）=0.045 mol•L-1•min-1
B．根据上图可求得化学方程式中a：b=1：3
C．推测在第7 min时曲线变化的原因可能是升温
D．推测在第13 min时曲线变化的原因可能是降温
15．氮元素及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用．
Ⅰ．亚硝酸（HNO2）是一种弱酸、具有氧化性．
（1）已知：25℃时，Ka（HNO2）=5.0×10-4  Kb（NH3•H2O）=1.8×10-5
室温下，0.1mol•L-1的NH4NO2溶液中离子浓度由大到小顺序为c（NO2-）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH-）．
（2）酸性工业废水中NO3-可用尿素[CO（NH2）2]处理，转化为对空气无污染的物质，其反应的离子反应方程式为6H++5CO（NH2）2+6NO3-=5CO2↑+8N2↑+13H2O．
Ⅱ．工业上以NH3、CO2为原料生产尿素，该过程实际分为两步反应：
第一步合成氨基甲酸铵：2NH3（g）+CO2（g）═H2NCOONH4（s）△H=-272kJ•mol-1
第二步氨基甲酸铵分解：H2NCOONH4（s）═CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H=+138kJ•mol-1
（3）写出以NH3、CO2为原料合成尿素分热化学方程式：2NH3（g）+CO2（g）═CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H=-134kJ•mol-1．
（4）某实验小组模拟工业上合成尿素的条件：T℃时，在一体积为10L密闭容器中投入4molNH3和1molCO2
，实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如图1所示．
①反应进行到10min时测得CO2的物质的量为0.26mol，则第一步的反应速率v（CO2）=0.0074mol/（L•min）．
②已知总反应的快慢由慢的一步决定，则在此条件下，合成尿素两步反应中慢反应的平衡常数K=c（H20）．
Ⅲ．电化学方法可用于治理空气中的氮氧化物NOx．
（5）如图2是用食盐水做电解液电解烟气脱氮的一种原理图，NO被阳极产生的氧化性物质氧化为NO3-，尾气经氢氧化钠溶液吸收后排入空气．
①电解池中NO被氧化成NO3-的离子方程式为3Cl2+8OH-+2NO=2NO3-+6Cl-+4H2O
②研究发现，除了电流密度外，控制电解液较低的pH有利于提高NO去除率，其原因是次氯酸钠在酸性条件下氧化性增强．
5．下表是25℃时某些盐的溶度积常数和弱酸的电离平衡常数，下列说法正确的是（　　）
化学式CH3COOHH2CO3AgClAg2CrO4
Ka或KspKa=1.8×10-5Ka1=4.1×10-7
Ka2=5.6×10-11		Ksp=1.8×10-10Ksp=2.0×10-12
A．常温下，相同浓度①CH3COONH4 ②NH4HCO3 ③（NH4）2CO3溶液中，c（NH4+）由大到小的顺序是：①＞②＞③
B．向饱和氯水中滴加NaOH 溶液至溶液刚好为中性时，c（Na+）=2c（ClO-）+c（HClO）
C．AgCl 易溶于氨水难溶于水，所以AgCl 在氨水中的Ksp 大于水中的 Ksp
D．向浓度均为1×10-3mol•L-1的KCl 和K2CrO4混合液中滴加1×10-3mol•L-1 的AgNO3溶液，CrO42-先形成沉淀
12．密闭容器中加入4mol A、1.2mol C和一定量的B三种气体，一定条件下发生反应，各物质的浓度随时间变化如甲图所示[已知t0～t1阶段保持恒温、恒容，且c（B）未画出]．乙图为t2时刻后改变反应条件，反应速率随时间的变化情况，已知在t2、t3、t4、t5时刻各改变一种不同的条件，其中t3时刻为使用催化剂．
（1）若t1=15s，则t0～t1阶段的反应速率为v（C）=0.02mol•L-1•min-1．
（2）t4时刻改变的条件为减小压强，B的起始物质的量为2mol．
（3）t5时刻改变的条件为升高温度，该反应的逆反应为放热反应（填“吸热反应”或“放热反应”）．
（4）图乙中共有Ⅰ～Ⅴ五处平衡，其平衡常数最大的是Ⅴ．
9．下列说法正确的是（　　）
A．用CH3COOH 溶液做导电性实验，灯泡很暗，能证明 CH3COOH 是弱电解质
B．将Ca（OH）2的饱和溶液加热，pH 和 Kw均增大
C．25℃时，1.0×10-3mol•L-1盐酸的pH=3.0，1.0×10-8 mol•L-1盐酸的pH=8.0
D．向pH相同的氨水和氢氧化钠溶液中分别加入适量NH4Cl（s）后，两溶液的pH均减小
10．下列说法中正确的是（　　）
A．氯化钾溶液在电流作用下电离成K+和Cl-
B．摩尔是表示物质所含微粒集体是多少的物理量
C．依据丁达尔效应可将分散系分为溶液、胶体与浊液
D．氧化还原反应的本质是有电子的转移

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