题目内容

2．一定温度下，在三个体积均为2.0L的恒容密闭容器中发生如下反应：PCl5（g）?PCl3（g）+Cl2（g）
编号温度（℃）起始物质的量
（mol）		平衡物质的量
（mol）		达到平衡所需时（s）
PCl5（g）PCl3（g）Cl2（g）
Ⅰ3200.400.100.10t1
Ⅱ3200.80  t2
Ⅲ4100.400.150.15t3
下列说法正确的是（　　）
A．平衡常数K：容器Ⅱ＞容器Ⅲ
B．反应到达平衡时，PCl5的转化率：容器Ⅱ＞容器Ⅰ
C．反应到达平衡时，容器Ⅰ中的平均速率为v（PCl5）=$\frac{0.01}{{t}_{1}}$mol/（L•s）
D．起始时向容器Ⅲ中充入PCl5 0.30 mol、PCl30.45 mol和Cl20.10 mol，则反应将向逆反应方向进行

分析 A．I、Ⅱ温度相同，则二者平衡常数相等，Ⅲ比I相比温度升高，平衡时Ⅲ中PCl3比I中的大，说明升高温度平衡正向移动，平衡常数增大；
B．恒温恒容下，Ⅱ等效在I中平衡基础上压强增大一倍，平衡逆向移动，转化率减小；
C．速率之比等于化学计量数之比，则v（PCl5）=v（PCl3）=$\frac{△c（PC{l}_{3}）}{△t}$；
D.410℃平衡时PCl5为0.4mol-0.15mol=0.25mol，根据K=$\frac{c（PC{l}_{3}）×c（C{l}_{2}）}{c（PC{l}_{5}）}$计算平衡常数，再计算浓度商Qc，若Qc=K，处于平衡状态，若Qc＜K，反应向正反应进行，若Qc＞K，反应向逆反应进行．

解答 解：A．I、Ⅱ温度相同，则二者平衡常数相等，Ⅲ比I相比温度升高，平衡时Ⅲ中PCl3比I中的大，说明升高温度平衡正向移动，平衡常数增大，故平衡常数K：容器Ⅱ＜容器Ⅲ，故A错误；
B．恒温恒容下，Ⅱ等效在I中平衡基础上压强增大一倍，平衡逆向移动，转化率减小，PCl5的转化率：容器Ⅱ＜容器Ⅰ，故B错误；
C．速率之比等于化学计量数之比，则v（PCl5）=v（PCl3）=$\frac{△c（PC{l}_{3}）}{△t}$=$\frac{\frac{0.1mol}{2L}}{{t}_{1}s}$=$\frac{0.05}{{t}_{1}}$mol/（L•s），故C错误；
D.410℃平衡时PCl5为0.4mol-0.15mol=0.25mol，该温度下平衡常数K=$\frac{c（PC{l}_{3}）×c（C{l}_{2}）}{c（PC{l}_{5}）}$=$\frac{\frac{0.15}{2}×\frac{0.15}{2}}{\frac{0.25}{2}}$=0.045，浓度商Qc=$\frac{\frac{0.45}{2}×\frac{0.1}{2}}{\frac{0.3}{2}}$=0.075＞K=0.045，反应向逆反应进行，故D正确，
故选D．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、化学反应速率、平衡常数及其应用等，为高频考点，侧重考查学生的分析、计算能力，A、B选项注意利用等效平衡分析解答，掌握平衡常数应用，难度中等．

练习册系列答案
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15．NO2被誉为生命的“信息分子”，在100℃时，将0.100mol的无色N2O4气体充入1L恒容抽空的密闭容器中，隔一定时间对该容器内物质的浓度进行分析得到表数据：
时间/s020406080
c（N2O4）/mol•L-10.100c10.050c3c4
c（NO2）/mol•L-10.0000.060c20.1200.120
从表中分析：该温度下，达平衡时N2O4的转化率=60%；反应N2O4（g）?2NO2（g）的平衡常数=0.36；升高温度，容器中气体的颜色变深，则反应2NO2（g）?N2O4（g）的△H＜0（填：＞、＜、=）；在上述条件下，60s内N2O4的平均反应速率=0.001mol•L-1•s-1．
16．某学生欲配制3.6mol/L的H2SO4溶液80mL，探究硫酸的性质．实验室有两种不同浓度的硫酸可供选用：①25%的硫酸（ρ=1.18g/mL）；②98%的硫酸 （ρ=1.8g/mL）．请回答下列问题：
（1）配制该硫酸溶液应选用容量瓶的规格为100mL．
（2）本配制实验需所选用硫酸的体积为20.0mL．
（3）取所配硫酸溶液，往其中加入BaCl2溶液，观察有白色沉淀出现．试回答：如何证明溶液中的硫酸根离子沉淀完全？静置，往上层清液中继续加入BaCl2溶液，如无白色沉淀产生，则SO42-已沉淀完全，反之，没有沉淀完全．
（4）将所配稀硫酸逐滴加入到Fe（OH）3胶体中至过量，观察到的现象是先产生红褐色沉淀，然后沉淀溶解，得棕黄色溶液，反应的离子方程式为Fe（OH）3+3H+═Fe3++3H2O．
（5）将标号为②的浓硫酸与等体积水混合，其质量分数大49%（填“大于”、“小于”、“等于”、“无法确定”）．
（6）经探究知 Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O，试用单线桥法标出该反应中电子转移的方向和数目．实验测得，反应中生成了标准状况下的SO2气体44.8L，则耗氧化剂的物质的量为2mol．
10．已知硫-氨热化学循环分解水的示意图如图1：

（1）从反应物和生成物的角度来看反应I属于ab（填序号）．
a．离子反应    b．化合反应     c．中和反应      d．氧化还原反应
（2）反应II是将太阳能转化为电能，再进行电解，电解池阳极的反应式是SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+．
（3）反应IV是由（a）、（b）两步反应组成：
H2SO4（l）═SO3（g）+H2O（g）△H=+177kJ•mol-1    （a）
2SO3（g）?2SO2（g）+O2（g）△H=+196kJ•mol-1    （b）
H2O（l）═H2O（g）△H=+44kJ•mol-1     （c）
H2SO4（l）分解为SO2（g）、O2（g）及H2O（l）的热化学方程式为：2H2SO4（l）?2SO2（g）+O2（g）+2H2O（l）△H=+462kJ•mol-1．
提高H2SO4（l）的分解率的方法是（写两种）升高温度和及时分离SO2或O2．
（4）恒温恒容的密闭容器中进行不同温度下的SO3分解实验[原理按反应（b）]．SO3起始物质的量均为dmol，图2中L曲线为SO3的平衡转化率与温度的关系，M曲线表示不同温度下反应经过相同反应时间且未达到化学平衡时SO3的转化率．
①Y点对应温度下的反应速率：v（正）＞v（逆）（选填：＞，＜，=）；随温度的升高，M曲线逼近L曲线的原因是：温度升高，反应速率加快，达到平衡所需的时间缩短（或温度升高，反应速率加快，相同时间内更快达到平衡）
②若X点时总压为0.1MPa，列式计算SO3分解反应在图中X点的平衡常数Kp=0.052MPa（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数，保留2位有效数字）．
17．汽车尾气里含有的NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致：N2（g）+O2（g）?2NO（g）△H＞0，已知该反应在2404℃时，平衡常数K=64×10-4．请回答：
（1）某温度下，向2L的密闭容器中充入N2和O2各1mol，5分钟后O2的物质的量为0.5mol，则N2的反应速率0.05mol/（L•min）；
（2）假设该反应是在恒容条件下进行，判断该反应达到平衡的标志D；
A．容器内气体压强不再变化
B．混合气体密度不变
C．混合气体平均相对分子质量不变
D．2v（N2）正=v（NO）逆
（3）将N2、O2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中，如图变化趋势正确的是AC（填字母序号）；

（4）向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N2和O2，达到平衡状态后再向其中充入一定量NO，重新达到化学平衡状态．与原平衡状态相比，此时平衡混合气中NO的体积分数不变；（填“变大”、“变小”或“不变”）
（5）该温度下，某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10-1mol/L、4.0×10-2mol/L和3.0×10-3mol/L，此时反应v正大于v逆（填“大于”、“小于”或“等于”）．
7．将一定量NO2和N2O4的混合气体通入体积为1L的恒温密闭容器中，各物质浓度随时间变化的关系如图1所示．

请回答：
（1）下列选项中不能说明该反应已达到平衡状态的是B（填选项字母）．
A．容器内混合气体的压强不随时间变化而改变
B．容器内混合气体的密度不随时间变化而改变
C．容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变
D．容器内混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而改变
（2）反应进行到10min时，共吸收热量11.38kJ，则该反应的热化学方程式为：N2O4（g）?2NO2（g）△H=+56.9kJ/mol；
（3）计算该反应的平衡常数K=0.9（要求写出计算过程）．
（4）反应进行到20min时，再向容器内充入一定量NO2，10min后达到新的平衡，此时测得c（NO2）=0.9mol/L．
①第一次平衡时混合气体中NO2的体积分数为w1，达到新平衡后混合气体中NO2的体积分数为w2，则w1＞w2（填“＞”、“=”或“＜”）；
②请在图2中画出20min后各物质的浓度随时间变化的曲线（曲线上必须标出“X”和“Y”）．
14．日常生活、生产中甲烷既是重要的清洁能源也是一种重要的化工原料．
（1）如图1是CH4/H2O体系放氢焓变示意图：则CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）△H=+123.8kJ•mol-1．
（2）合成气（CO、H2）是一种用途相当广泛的化工基础原料，常被用来合成很多有机物，如甲醇（CH3OH）、二甲醚（CH3OCH3）等．
①在压强为0.1MPa条件下，物质的量之比为1：3的CO、H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H＜0．若容器体积不变，改变下列条件新平衡下甲醇体积分数增大的是D（填字母）．
A．升高温度                                   B．将CH3OH（g）从体系中分离
C．充入N2使体系总压强增大                    D．再充入1mol CO和3mol H2
②二甲醚被誉为“21世纪的清洁燃料”．一定条件下利用H2、CO合成CH3OCH3．其反应方程式为：3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g），该反应的平衡常数表达式为$\frac{c（C{H}_{3}OC{H}_{3}）•c（C{O}_{2}）}{{c}^{3}（{H}_{2}）•{c}^{3}（CO）}$．最近研究发现一种新型的催化剂（主要成分是Cu、Mn的合金）对CO和H2合成二甲醚具有较好的催化效率．根据如图2判断，催化剂中n（Mn）/n（Cu）约为2.0时最有利于二甲醚的合成．
③以甲醇为原料是合成二甲醚的又一途径：2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）．一定温度下，向2L某容器中充入一定量的CH3OH，10s到达平衡后测得CH3OH 0.04mol，CH3OCH30.08mol，则用甲醇表示反应在10s内的平均反应速率为0.008mol•L-1•s-1，相同条件下起始时向该容器中充入CH3OH 0.15mol、CH3OCH30.15mol、和H2O 0.10mol，则反应将向正反应方向进行（填“正反应”或“逆反应”）．
11．某同学用50mL 0.50mol/L的盐酸与50mL 0.55mol/L的NaOH溶液在如图1所示的装置中进行中和反应．通过测定反应过程中所放出的热量计算中和热．
（1）下列说法不正确的是D 
A．该实验也可在保温杯中进行
B．图中实验装置缺少环形玻璃搅拌棒
C．烧杯间填满碎纸条的作用是保温、隔热，减少热量损失
D．若将盐酸体积改为60mL，两次实验所求得中和热不相等
（2）若通过实验测定中和热的△H的绝对值常常小于57.3kJ/mol，其原因可能是ABD
A．实验装置保温、隔热效果差     B．分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
C．量取NaOH溶液的体积时仰视读数
D．用温度计测定盐酸初始温度后，直接测定氢氧化钠溶液的温度
（3）将一定量的稀氨水、稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钡溶液分别和1L 1mol•L-1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为△H1、△H2、△H3，则△H1、△H2、△H3的大小关系为△H1＞△H2=△H3
（4）若将V1mL1.0mol•L-1 HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图2所示（实验中始终保持V1+V2=50mL）．由图2可知，氢氧化钠的浓度为1.5mol/L；
12．在一体积为 10L的密闭容器中，通入一定量的CO和H2O，在850℃发生如下反应：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H＜0．CO和H2O浓度变化如图：
（1）0一4min的平均反应速率v（CO）=0.03 mol/（L•min），反应达到平衡时平衡常数为1．
（2）850℃时，若向该容器中充入1.0mol CO，则平衡向右（填“向左”或“向右”或“不”）移动，若升高温度平衡向左（填“向左”或“向右”或“不”）移动，
（3）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是bc
a．容器中压强不变
b．混合气体中c（CO）不变
c．v正（H2）=v逆（H2O）
d．c（CO2）=c（CO）
e．容器中气体密度不变．

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