题目内容

4．698K时，向某V L的密闭容器中充入2mol H2（g）和2mol I2（g），发生反应：H2（g）+I2（g）=2HI（g）△H=-26.5kJ•mol-1，测得各物质的物质的量浓度与时间变化的关系如图所示．
请回答下列问题：
（1）V=2L．
（2）该反应达到最大限度的时间是5s，该时间内平均反应速率v（HI）=0.316mol/（L．s）．
（3）该反应达到平衡状态时，放出（填“吸收”或“放出”）的热量为41.87 kJ．
（4）判断该反应达到平衡的依据是③（填序号）．
①H2减少的速率和I2减少的速率相等　②H2、I2、HI的浓度都相等
③H2、I2、HI的浓度都不再发生变化　④该条件下正、逆反应速率都为零．

分析 （1）根据V=$\frac{n}{c}$计算；
（2）当反应达到平衡状态时，各物质的浓度不变，根据v（HI）=$\frac{△c}{△t}$计算；
（3）根据生成物和反应热之间的关系式计算热量；
（4）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量不变、物质的量浓度不变以及由此引起的一系列物理量不变．

解答 解：（1）根据图象知，氢气和碘初始物质的量浓度为1mol/L，所以容器的体积=$\frac{2mol}{1mol/L}$=2L，故答案为：2L；
（2）当反应达到平衡状态时，各物质的浓度不变，根据图象知，当反应物和生成物浓度不变时，时间为5s，v（HI）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{（1.58-0）mol/L}{5s}$=0.316mol/（L．s），
故答案为：5s；0.316mol/（L．s）；
（3）该反应的正反应是放热反应，所以当反应达到平衡状态时会放出热量，根据碘化氢和反应热之间的关系式得，放出的热量=$\frac{1.58mol/L×2L×26.5kJ/mol}{2mol}$=41.87kJ，
故答案为：放出；41.87kJ；
（4）①H2减少的速率和I2减少的速率相等，都是正反应，不能判断反应达到平衡状态，故错误；
②H2、I2、HI的浓度都相等，该反应不一定达到平衡状态，与反应物初始浓度及转化率有关，故错误；
③H2、I2、HI的浓度都不再发生变化，该反应正逆反应速率相等，达到平衡状态，故正确；
④正、逆反应速率都为零，该反应没有开始，所以一定没有达到平衡状态，故错误；
故选③．

点评 本题考查化学反应速率计算、化学平衡状态判断等知识点，侧重考查分析计算能力，只有反应前后改变的物理量才能作为化学平衡状态判断依据，题目难度不大．

练习册系列答案
相关题目
17．决定化学反应速率的主要因素是（　　）
A．反应温度B．使用催化剂C．压强D．反应物性质
18．下列各组物质中，分子数相同的一组是（　　）
A．2LCO和2LCO2B．标准状况下22.4LH2O和1mol O2
C．0，4克H2和4.48L HClD．18克水和标准状况下22.4L CO2
12．工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物（NOx）、CO2、SO2等气体，严重污染空气．对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用．
Ⅰ脱硝：已知：H2的热值为142.9KJ•g-1
N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=+133kJ•mol-1
H2O（g）=H2O（l）△H=-44kJ•mol-1
催化剂存在下，H2还原NO2生成水蒸气和其它无毒物质的热化学方程式为4H2（g）+2NO2（g）=N2（g）+4H2O（g）△H=-1100.2kJ•mol-1．
Ⅱ脱碳：向2L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2，在恒温恒容的条件下发生反应：
CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H＜0
（1）该反应v-t图象如图甲所示；若其他条件都不变，只是在反应前加入合适的催化剂，则其v-t图象如图乙所示．现有下列叙述：

①a1=a2　②a1＜a2　③b1=b2　④b1＜b2　⑤t1＞t2  ⑥t1=t2．
则以上所述各项正确的组合为B
A．②④⑥B．②④⑤C．②③⑤D．②③⑥
（2）下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是abe．
a、混合气体的平均相对分子质量保持不变     
b、CO2和H2的体积分数保持不变
c、CO2和H2的转化率相等                  
d、混合气体的密度保持不变
e、1mol CO2生成的同时有3mol H-H键断裂
（3）该反应过程中部分数据见表：
反应时间CO2（mol）H2（mol）CH3OH（mol）H2O（mol）
0 min2600
10min 4.5  
20min1   
30min  1 
①30min时，反应到达平衡状态了吗？是（填“是”或“否”）简述理由从20min到30min时各物质的浓度没有发生改变
②前10min内的平均反应速率v（CH3OH）=0.025mol•L-1•min-1，平衡时H2的浓度c（H2）=1.5mol•L-1，平衡时CO2的转化率=50%
③在其它条件不变下，若20min时往密闭容器中通入1mol氖气，此时该反应速率将不变（填“变大”、“变小”或“不变”，下同）；若20min时往密闭容器中通入1mol氢气，此时该反应速率将变大．
19．用一定浓度的I2和CuSO4溶液的工业废水制备饲料添加剂Ca（IO3）2，其具体生产流程如图：

已知：①Ca（IO3）2微溶于水，可溶于硝酸；
②Ksp（CuI）=1.1×10-12，Ksp（Cu2S）=2.5×10-48；
③氧化性强弱顺序为：HNO3＞IO3-＞H2O2．
（1）“还原”过程中发生的主要反应化学方程式为：2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI，则此反应中还原剂的名称为硫代硫酸钠．
（2）在还原过程通常伴随有CuI生成，可加入足量的Na2S除去，其化学反应方程式为2CuI+Na2S=Cu2S+2NaI；充分反应后再过滤并将所得滤渣与足量的浓硝酸混合加热，此时反应的离子方程式为Cu2S+12H++10NO3-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu2++SO42-+10NO2↑+6H2O．
（3）在氧化过程中通常应先加入一定量的H2O2再加入少量的浓硝酸，而不直接加入足量的浓硝酸的目的是可以减少生成污染空气的氮的氧化物．
（4）加入的石灰乳在溶液中发生反应可得到Ca（IO3）2，此时需要调节溶液pH至中性而不是酸性或碱性的原因是在酸性溶液中，Ca（IO3）2部分溶解在硝酸；在碱性溶液中，可能会混有少量微溶的Ca（OH）2 造成产品不纯．
（5）Ca（IO3）2也可用电化学氧化法制取：先充分电解KI溶液，然后在电解后的溶液中加入一定量的CaCl2溶液，最后过滤得到Ca（IO3）2．写出电解时阳极发生的电极反应式3H2O+I--6e-=IO3-+6H+．
用该方法制取Ca（IO3）2，每1kg碘化钾理论上可生产纯度为88.8%Ca（IO3）2的质量为1.32 kg（计算结果保留3位有效数字）．
9．下列有机物中满足要求的同分异构体的种类最多的是（　　）
A．C5H12
B．C3H7Cl
C．C5H10O2酯类的同分异构体
D．含有一个碳碳双键的分子式为C3H4Cl2的同分异构体
16．人类的生产生活离不开化学，下列关于生活中的化学知识说法错误的是（　　）
A．削皮后的苹果应立即吃掉，不能在空气中放置太久
B．明矾溶于水最终可形成的Al（OH）3胶体，能吸附水中悬浮物以净化水
C．可用Na2CO3 治疗胃酸过多
D．不需要通过化学反应就能从海水中获得食盐和淡水
13．现有部分短周期元素的性质或原子结构如表：
元素编号元素性质或原子结构
X最外层电子数是次外层电子数的2倍
Y常温下单质为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性
Z第三周期元素的简单离子中半径最小
（1）元素X的一种同位素的中子数为8可测定文物年代，这种同位素的符号是614C（用AZX符号表示）；元素Z的离子结构示意图为．
（2）元素Y的与氢元素形成一种离子YH4+，则检验溶液中存在该离子的方法是向溶液（或待测液）中加入NaOH溶液后加热，能产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明溶液中存在NH4+离子，反之，不存在NH4+离子
（3）写出Z元素最高价氧化物对应的水化物与NaOH溶液反应的离子方程式Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O
（4）元素X与元素Y相比，非金属性较强的是N（用元素符号表示）；
下列表述中能证明这一事实的是bc．
a．常温下X的单质和Y的单质状态不同
b．Y的最高价氧化物水化物的酸性比X的最高价氧化物水化物的酸性强
c．X与Y形成的化合物中X元素呈正价态
（5）X、Y、Z三种元素中，有一种元素明显不同于其他两种元素是Al（用元素符号表示），理由Al是金属元素（或Al是第三周期元素）．
14．将NaCl溶液中与下列试剂混合，会出现沉淀的是（　　）
A．2mol/LAgNO3溶液B．2mol/LNaOH溶液C．2mol/LMgSO4溶液D．Fe（OH）3胶体

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