题目内容

25 ℃时,在体积为2 L的密闭容器中,气态A、B、C的物质的量n随时间t的变化如图1所示,已知达到平衡后,降低温度,A的转化率将增大。

t2~t3

t4~t5

t5~t6

t7~t8

K1

K2

K3

K4

 

(1)根据图1数据,写出该反应的化学方程式:__________________。此反应的平衡常数表达式K=________,从反应开始到第一次平衡时的平均速率v(A)为________。

(2)在5~7 min内,若K值不变,则此处曲线变化的原因是________________。

(3)如图2表示此反应的反应速率v和时间t的关系图,各阶段的平衡常数如表所示。K1、K2、K3、K4之间的关系为________(用“>”、“<”或“=”连接)。A的转化率最大的一段时间是________。

 

(1)A(g)+2B(g) 2C(g)(不写物质的状态也可)  0.05 mol·L-1·min-1

(2)增大压强(或缩小容器体积)

(3)K1>K2=K3=K4 t2~t3

【解析】(1)由图1中曲线变化情况可知:A和B是反应物,C是生成物,再由物质的量的变化值可得化学计量数之比。(2)已知反应达平衡后,降低温度,A的转化率将增大,说明正反应是放热反应。在5~7 min内,K值不变,说明平衡移动不是由温度变化引起的,因此此处改变的条件只能是增大压强。(3)根据速率—时间图像分析,t3时改变的条件是升温,t5时改变的条件是使用催化剂,t6时改变的条件是减压,因此有K1>K2=K3=K4。由于t3、t6时条件的改变均导致化学平衡逆向移动,因此A的转化率最大的一段时间是t2~t3。

 

练习册系列答案
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某化学小组在学习元素周期律知识后,对教材中Cl2将Fe2+氧化成Fe3+的实验进一步思考,并提出问题:Cl2能将Fe2+氧化成Fe3+,那么Br2和I2能否将Fe2+氧化成Fe3+?

环节一:理论推测。

部分同学认为Br2和I2都能将Fe2+氧化成Fe3+,依据是____________________

_________________________________________________________________。

部分同学认为Br2和I2都不能将Fe2+氧化成Fe3+。还有同学认为Br2能将

Fe2+氧化成Fe3+,而I2不能,依据是同一主族从上到下卤素单质的氧化性逐渐减弱。

环节二:设计实验进行验证。

向大试管中加入适量铁粉,加入10 mL稀盐酸,振荡试管,充分反应后,铁粉有剩余,取上层清液进行下列实验。

实验1:

试管

操作

现象

①

先向试管中加入2 mL新制的FeCl2溶液,再向试管中滴加少量红棕色的溴水,振荡试管

溶液为

黄色

②

先向试管中加入2 mL新制的FeCl2溶液,再向试管中滴加少量棕黄色的碘水,振荡试管

溶液为

黄色

 

环节三:实验现象的分析与解释。

(1)甲同学认为试管①中的现象说明溴水能将Fe2+氧化,反应的离子方程式为_________________________________________________________________。

乙同学认为应该补做实验,才能得出甲同学的结论。请你帮助乙同学完成实验:

实验2:

操作

现象

 

 

 

(2)该小组同学对试管②中所得的溶液呈黄色的原因展开讨论,并提出了两种假设:

假设1:碘水与FeCl2溶液不反应,黄色是碘水稀释后的颜色。

假设2.________________。

实验3:进行实验以判断假设是否成立。

操作

现象

向试管②所得的溶液中继续加入0.5 mL CCl4,充分振荡,静置一段时间。取出上层溶液,滴加KSCN溶液

静置后,上层溶液几乎无色,下层溶液为紫色;取上层溶液滴加KSCN溶液后,溶液呈浅红色

 

丙同学认为实验3的现象可以说明假设2成立,丁同学认为不严谨,于是设计了实验4继续探究。

实验4:

操作

现象

向另一支试管中加入2 mL新制的FeCl2溶液,滴加0.5 mL碘水后,再加入0.5 mL乙酸乙酯,充分振荡,静置一段时间。取出下层溶液,滴加KSCN溶液

静置后,上层溶液为紫色,下层溶液几乎无色;取下层溶液,向其中滴加KSCN溶液后,溶液没有呈浅红色

 

你认为实验4中加入乙酸乙酯的主要目的是___________________________。

丁同学根据实验4的现象得出结论:在本次实验条件下,碘水与FeCl2溶液反应的程度很小。

(3)Cl2、Br2、I2氧化Fe2+的能力逐渐减弱,从原子结构角度解释原因:______________________________________________________________________。

 

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