题目内容

【题目】400 ℃时,某密闭容器中有X、Y、Z三种气体,从反应开始到达到平衡时各物质浓度的变化如图甲所示(假定反应向正反应方向进行)。图乙为相应时刻仅改变反应体系中某一条件后正、逆反应速率随时间变化的情况。

(1)反应从开始至平衡时v(X)=________________;A、B、C三点的逆反应速率由大到小的顺序为_______________________________________________。

(2)若t3 s时改变的条件是降低压强,则Z物质的起始浓度是________;400 ℃时该反应的平衡常数为________。

(3)t4 s时改变的条件是________,若该反应具有自发性,则此时平衡向________________(填“正反应方向”或“逆反应方向”)移动。

(4)在图乙中绘制出t6 s时向容器中加入一定量X后建立新平衡的过程中(压强保持不变)正、逆反应速率的变化曲线并注明速率类型。____________________

(5)研究表明,该反应经过如下几个阶段:

3X(g)2Q(s)+P(g) ΔH1 Q(s)===Y(g)+W(g) ΔH2 P(g)+2W(g)Z(g) ΔH3

试写出X、Y、Z间反应的热化学方程式________________________________________。

【答案】 0.09 mol·L-1·s-1 C>B>A 0.2 mol·L-1 (或3.33) 升高温度 逆反应方向 3X(g)2Y(g)+Z(g)  ΔH=ΔH1+2ΔH2+ΔH3

【解析】试题分析:由甲图可知,X是反应物,Y是生成物。10s时反应达到平衡,X、Y的变化量分别为0.9mol/L和0.6mol/L,变化量之比为3:2,由图乙可知,减压后平衡不发生移动,所以该反应的化学方程式为3X2Y+Z。

(1)反应从开始至平衡时v(X)=0.09 mol·L-1·s-1;浓度越大化学反应速率越大,所以A、B、C三点的逆反应速率由大到小的顺序为C>B>A。

(2)若t3 s时改变的条件是降低压强,Z的平衡量为0.5mol/L,Z的变化量为0.3mol/L,则Z物质的起始浓度是0.2 mol·L-1;由图甲可知,X、Y、Z的平衡量分别为0.6mol/L、1.2mol/L、0.5mol/L,所以,400 ℃时该反应的平衡常数为(或3.33)。

(3)t4 s时,正反应速率和逆反应速率都增大且增大的程度不同,所以改变的条件是升高温度,若该反应具有自发性,由于该反应的△S<0,所以该反应的△H<0,则此时平衡向逆反应方向(吸热反应方向)移动。

(4)t6 s时向容器中加入一定量X后,因压强保持不变,故容器体积增大,所以X的浓度增大、Y和Z的浓度减小,正反应速率增大、逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动,建立新平衡的过程中正、逆反应速率的变化曲线如下:

(5)研究表明,该反应经过如下几个阶段:①3X(g)2Q(s)+P(g) ΔH1 ;②Q(s)===Y(g)+W(g) ΔH2 ;③P(g)+2W(g)Z(g) ΔH3。由①+②③可得3X(g)2Y(g)+Z(g),所以ΔH=ΔH1+2ΔH2+ΔH3, X、Y、Z间反应的热化学方程式为3X(g)2Y(g)+Z(g) ΔH=ΔH1+2ΔH2+ΔH3。

练习册系列答案
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【题目】草酸亚铁晶体(FeC2O4· 2H2O)是一种黄色难溶于水的固体,受热易分解,是生产锂电池、涂料、着色剂以及感光材料的原材料。

I、制备草酸亚铁晶体:

①称取硫酸亚铁铵晶体5 g,放入250 mL三颈烧瓶中,加入10滴左右1.0 mol/LH2SO4溶液和15 mL蒸馏水加热溶解;

②加入25 mL饱和草酸溶液,加热搅拌至沸,停止加热,静置;

③待黄色晶体FeC2O42H2O沉淀后倾析,洗涤,加入约20 mL蒸馏水搅拌并温热5 min,静置,弃去上层清液,即得黄色草酸亚铁晶体。

回答下列问题:

(1)仪器C的名称是____________;仪器B的作用是_____________

(2) 硫酸亚铁铵晶体用硫酸溶解的原因是____________________

(3)硫酸亚铁铵晶体可能混有一定Fe3+,羟胺(NH2OH,酸性条件下以NH3OH+形式存在)具有强还原性,可用羟胺去除亚铁盐中的Fe3+。写出相关的离子方程式____________________。

II、探究草酸亚铁的纯度:

①准确称取m g草酸亚铁固体样品(含有草酸铵杂质),溶于25 mL 2 mol/LH2SO4溶液中,在60~80℃水浴加热,用100 mL容量瓶配成100.00 mL溶液;

②取上述溶液20.00 mL,用KMnO4标准溶液(浓度为c mol/L)滴定三次,平均消耗V1 mL;

③加入适量锌粉和2 mL 2 mol/L H2SO4溶液,反应一段时间后,取1滴试液放在点滴板上检验,至Fe3+极微量;

④过滤除去锌粉,滤液收集在另一个锥形瓶中,将滤纸及残余物充分洗涤,洗涤液并入滤液中,再补充约2~3 mL 2 mol/L H2SO4溶液,继续用KMnO4标准溶液(浓度为c mol/L)滴定至终点,共平行测定三次,平均消耗V2 mL。

回答下列问题:

(4)在②中溶液中发生MnO4-+8H++5Fe2+=5Fe3++Mn2++4H2O,还有另一氧化还原反应,写出其离子方程式_____________用KMnO4标准溶液滴定至终点的现象是______________。

(5)计算m g固体样品的纯度为_____________(用含c、V1、V2的式子表示,不必化简)。

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