题目内容

3．在一定温度下，将气体X和气体Y 各0.16mol充入10L 恒容密闭容器中，发生反应X（g）+Y（g）?2Z（g）△H＜0，一段时间后达到平衡．反应过程中测定的数据如下表：
t/min2479
n（Y）/mol0.120.110.100.10
下列说法正确的是（　　）
A．反应前2min Z的平均速率υ（Z）=2.0×10-3 mol/（L•min）
B．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前υ（逆）＞υ（正）
C．该温度下此反应的平衡常数K=1.44
D．其他条件不变，再充入0.2 mol Z，平衡时X的体积分数增大

分析 A、2min内Y物质的量变化为0.16mol-0.12mol=0.04mol，根据v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$计算v（Y），在利用速率之比等于化学计量数之比计算v（Z）；
B、该反应正反应是放热反应，降低温度平衡向正反应移动，反应达到新平衡前v（逆）＜v（正）；
C、由表中数据可知7min时，反应到达平衡，根据平衡时Y的物质的量，利用三段式计算平衡时其它组分的物质的量，由于反应气体氢气的化学计量数相等，用物质的量代替浓度代入平衡常数表达式计算；
D、再通入0.2 mol Z，等效为在原平衡基础上增大压强，反应前后气体的体积不变，平衡不移动．

解答 解：A、由表中数据可求得前2min内生成Z为0.08mol，故v（Z）=$\frac{0.08mol}{10L×2min}$mol/（L•min）=4.0×10-3 mol/（L•min），故A错误；
B、该反应的正反应是放热反应，降低温度平衡正向移动，反应达到新平衡前v（逆）＜v（正），故B错误；
C、由表中数据可知7min时，反应到达平衡，Y的物质的量为0.10mol，此时X的物质的量也为0.10mol，Z的物质的量也为0.12mol，X、Y、Z的物质的量浓度分别为：0.01mol•L-1、0.01mol•L-1、0.012mol•L-1，故平衡常数K=$\frac{c{\;}^{2}（Z）}{c（X）•c（Y）}$=$\frac{0.012{\;}^{2}}{0.01×0.01}$=1.44，故C正确；
D、因该反应前后气体的体积不变，其他条件不变，再充入0.2 mol Z，因为在等温等容条件下，左右气体化学计量数相等，原平衡环境和D 选项的平衡环境互为等效平衡，平衡不移动，X的体积分数不变，故D错误．
故选C．

点评 本题考查化学反应速率、化学平衡常数、化学平衡的影响因素等，难度中等，注意C选项中对化学平衡常数的理解．

练习册系列答案
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9．肼（N2H4）和NO2是一种双组分火箭推进剂．两种物质混合发生反应生成N2和H2O（g），已知8g气体肼在上述反应中放出142kJ热量，其热化学方程式为2N2H4（g）+2NO2（g）=3N2（g）+4H2O（g）△H=-1136kJ/mol．
10．某Al2（SO4）3溶液VmL中含a g Al3+，取出$\frac{V}{4}$mL溶液稀释成4V mL后，SO42-的物质的量浓度为$\frac{125a}{36V}$mol/L．
7．以下六种含铁元素的纯净晶体①Fe②FeO③Fe2O3④Fe3O4⑤FeS⑥FeS2，其中颜色不是黑色的是（　　）
A．①②④B．①③⑤C．①③⑥D．③⑤⑥
14．电解水时，为了增强水的导电性，需要加入一定量的电解质，下列哪些不宜加入（　　）
A．硝酸银B．氯化钠C．硫酸D．氢氧化钠
8．某同学利用图甲所示的实验装置进行铁跟水蒸气反应的实验，并继续研究铁及其化合物的部分性质．请回答下列问题：

（1）该同学欲确定反应一段时间后硬质试管中固体物质的成分，设计了如下实验方案（图乙）：
①待硬质试管冷却后，取少许其中的固体物质溶于稀硫酸得溶液B；
②取少量溶液B滴加KSCN溶液，若溶液变红色则说明硬质试管中固体物质的成分是（只有一个选项符合题意）A，若溶液未变红色则说明硬质试管中固体物质的成分是（只有一个选项符合题意）C．
A．一定有Fe3O4，可能有Fe
B．只有Fe（OH）3
C．一定有Fe3O4和Fe
D．一定有Fe（OH）3，可能有Fe E．只有Fe3O4
（2）该同学按上述实验方案进行了实验，结果溶液未变红色，该同学马上另取少量溶液B，使其跟NaOH溶液反应．若按如图丙所示的操作，可观察到生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的现象，请写出与上述现象相关的反应的化学方程式FeSO4+2NaOH=Fe（OH）2↓+Na2SO4、4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3．
（3）一段时间后，该同学发现（2）中未变红的溶液变成红色，说明Fe2+具有还原性性．由此可知，实验室中含Fe2+的盐溶液需现用现配制的原因是Fe2+易被氧化而变质，并且配制
含Fe2+的盐溶液时应加入少量铁粉．
（4）乙同学为了获得持久白色的Fe（OH）2沉淀，准备用如图丁所示装置，用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液与新制的FeSO4溶液反应．获得不含O2的蒸馏水的方法是加热煮沸．反应开始时，打开止水夹的目的是除去装置A、B中的空气（或氧气）；一段时间后，关闭止水夹，在试管B（填“A”或“B”）中观察到白色的沉淀．
（5）同学们在学习了铁的性质后知道Fe3+和CO32-不能大量共存的原理，那么Fe2+和CO32-是否发生相似的反应呢？某学习小组查阅“部分酸碱盐溶解性表”，在“部分酸碱盐溶解性表”中存在“碳酸亚铁”．
他们设计实验探究碳酸亚铁的性质．实验如下
将一定量新制备的硫酸亚铁溶液和过量的碳酸氢铵溶液混合产生大量沉淀和气体．放置一段时间未见沉淀有明显变化．
①试写出反应离子方程式：Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O．
探究碳酸亚铁的热稳定性（加热仪器省略）
连接仪器、装药品．打开K，先通入一段时间氮气，然后，用酒精喷灯在A处加热玻璃管，观察B瓶溶液变浑浊．待固体分解完后，继续通入氮气至玻璃管冷却．
②先通入氮气的目的是除去装置中的空气．B瓶现象能说明分解产物有CO2．
③停止加热之前，是否拆开A、B之间橡胶管？答：否；理由是通入N2内压不会减小，不会倒吸．
④若不通入氮气直接加热分解则分解的固体产物可能是FeO、Fe2O3；Fe3O4；Fe2O3和Fe3O4混合物理由是FeCO3（或FeO）被空气中的氧气氧化．
15．二氧化硫是重要的工业原料，探究其制备方法和性质具有非常重要的意义．

（1）工业上用黄铁矿（FeS2，其中S元素为-l价）在高温下和氧气反应制备SO2：4FeS2+11O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$8SO2+2Fe2O3
，该反应中被氧化的元素是Fe、S（填元素符号）．
（2）实验室中用下列如图1装置测定SO2催化氧化为SO3，的转化率．（已知SO3熔点为16.8℃，假设气体进入装置时分别被完全吸收，且忽略空气中CO2的影响．）
①实验过程中，需要通入氧气．试写出一个用图2所示装置制取氧气的化学方程式2KClO3$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O2↑．
②当停止通入SO2，熄灭酒精灯后，需要继续通一段时间的氧气，其目的是通入足量O2，将装置内的SO2和SO3排入后面的装置，减少实验误差．
③实验结束后，若装置D增加的质量为m g，装置E中产生白色沉淀的质量为n g，即可计算二氧化硫的转化率$\frac{\frac{m}{80}}{\frac{m}{80}+\frac{n}{233}}$×100%．
（3）某学习小组设计用如图3装置验证二氧化硫的化学性质．
①能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象为试管a中出现淡黄色浑浊．
②为验证二氧化硫的还原性，充分反应后，取试管b中的溶液分成三份，分别进行如下实验：
方案I：向第一份溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成
方案Ⅱ：向第二份溶液加入品红溶液，红色褪去
方案Ⅲ：向第三份溶液加入盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀上述方案中合理的是III（填“I”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）．
③当通入二氧化硫至试管c中溶液显中性时，该溶液中c（Na+）=2c（SO32-）+c（HSO3-）（用含硫微粒浓度的代数式表示）．
12．已知Iˉ、Fe2+、SO2、Clˉ均有还原性，它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为SO2＞Iˉ＞Fe2+＞Clˉ．则下列反应不能发生的是（　　）
A．2Fe3++SO2+2H2O═2Fe2++SO42ˉ+4H+B．Cl2+SO2+2H2O═H2SO4+2HCl
C．2 Fe3++2Cl-═2 Fe2++Cl2↑D．2 Fe2++I2═2 Fe3++2I-
13．除去Na2SO4 溶液中的Na2CO3杂质，选用的试剂是稀硫酸，写出对应反应的离子方程式CO32-+2H+=H2O+CO2↑．

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