题目内容

【题目】(1)根据下图中的能量关系,可求得C-H的键能为______________。

(2)X(s)+3Y(g)Z(g)+3W(g) ΔH=-akJ/mol,一定条件下,将2molX和2molY通入2L的恒容密闭容器中,反应10s后达到平衡,测得生成0.5molZ。

①则10s内,Y的平均反应速率为_____________,第10s时,X的物质的量为__________,Y的浓度为_______,10s内,X和Y反应放出的热量Q为______。

②判断该反应是否达到平衡的依据是__________(填字母)。

A.压强不随时间改变 B.气体的密度不随时间改变

C.c(Y)不随时间改变 D.单位时间里生成Z和W的物质的量之比为1∶2

【答案】414kJ/mol 0.075mol/(L·s) 1.5mol 0.25mol/L 0.5akJ BC

【解析】

(1)利用反应△H=反应物总键能-生成物总键能分析解答。

(2)①根据物质反应转化关系,由生成Z的物质的量计算反应消耗的X、Y的物质的量,再结合c=计算10s时Y物质的浓度,利用v=计算Y的反应速率;利用物质反应能量变化与反应的物质的量相对应计算10s内放出的能量;

②利用反应达到平衡时,任何物质的物质的量、浓度及含量不变分析判断。

(1)根据图知,C(s)键能为717kJ/mol、氢气键能为(864÷2)kJ/mol=432kJ/mol,C(s)+2H2(g)=CH4(g) △H=-75kJ/mol,该反应△H=反应物总键能-生成物总键能=-75kJ/mol,则C-H的键能=kJ/mol=414kJ/mol;

(2)①由方程式X(s)+3Y(g)Z(g)+3W(g) ΔH=-akJ/mol可知:每反应产生1molZ,会同时消耗1molX,消耗3molY,反应放出热量akJ,则反应进行到10s后达到平衡,此时反应产生0.5molZ,会同时放出0.5akJ的热量,消耗0.5molX,1.5molY,因此用Y表示的反应速率为v(Y)==0.075mol/(L·s);此时X的物质的量还有2mol-0.5mol=1.5mol;

②A.该反应是反应前后气体体积不变的反应,体系的压强始终不变,因此不能根据压强不随时间改变判断反应是否处于平衡状态,A错误;

B.若反应未达到平衡状态,气体的质量会发生变化,气体的密度也会发生改变,若容器内气体的密度不随时间改变,则反应达到平衡状态,B正确;

C.反应未达到平衡状态,Y的物质的量及浓度就会变化,若c(Y)不随时间改变,说明反应处于平衡状态,C正确;

D.根据方程式可知:Z、W都是生成物,二者改变的物质的量的比是1:3,无论是否达到平衡,单位时间里生成Z和W的物质的量之比不可能为1∶2,因此不能据此判断反应是否处于平衡状态,D错误;

故合理选项是BC。

练习册系列答案
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【题目】连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,是工业上重要的还原性漂白剂,也是重要的食品抗氧化剂。某学习小组模拟工业流程设计实验制取保险粉。

已知:Na2S2O4是白色固体,还原性比Na2SO3强,易与酸反应(2S2O42-+4H+=3SO2↑+S↓+2H2O)。

(一)锌粉法

步骤1:按如图方式,温度控制在40~45℃,当三颈瓶中溶液pH在3~3.5时,停止通入SO2,反应后得到ZnS2O4溶液。

步骤2:将得到的ZnS2O4溶液加入NaOH溶液中,过滤,滤渣为Zn(OH)2,向滤液中加入一定量食盐,立即析出Na2S2O42H2O晶体。

步骤3:,经过滤,用乙醇洗涤,用120~140℃的热风干燥得到Na2S2O4。

(二)甲酸钠法

步骤4:按上图方式,将装置中的Zn粉和水换成HCOONa、Na2CO3溶液和乙醇。温度控制在70~83℃,持续通入SO2,维持溶液pH在4~6,经5~8小时充分反应后迅速降温45~55℃,立即析出无水Na2S2O4。

步骤5:经过滤,用乙醇洗涤,干燥得到Na2S2O4。

回答下列问题:

(1)步骤1容器中发生反应的化学方程式是______;容器中多孔球泡的作用是______。

(2)步骤2中“向滤液中加入一定量食盐,立即析出Na2S2O42H2O晶体”的原理是(用必要的化学用语和文字说明)______。

(3)两种方法中控制温度的加热方式是______。

(4)根据上述实验过程判断,Na2S2O4在水、乙醇中的溶解性为:______。

(5)甲酸钠法中生成Na2S2O4的总反应为______。

(6)两种方法相比较,锌粉法产品纯度高,可能的原因是______。

(7)限用以下给出的试剂,设计实验证明甲酸钠法制得的产品中含有Na2SO4。

稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、AgNO3溶液、BaCl2溶液______。

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