题目内容

2.某科学实验小组将6mol A和 8mol B 充入2L的密闭容器中,某温度下,发生的反应为A(g)+3B(g)?C(g)+D(g)△H=-49.0  kJ•mol-1.测得B的物质的量随时间变化的关系如图所示(实线).
(1)下列时间段A的平均反应速率最大的是A(填选项字母,下同),最小的是D.
A.0~1min  B.1~3min    C.3~8min  D.8~11min
(2)b点的正反应速率大于(填“大于”“等于”或“小于”)逆反应速率.
(3)平衡时B的转化率为75%,该温度下的化学平衡常数K=0.5.
(4)仅改变某一实验条件再进行两次实验,测得B的物质的量随时间变化如图中虚线所示.则曲线Ⅰ改变的条件是升高温度,曲线Ⅱ改变的条件是增大压强.

分析 (1)化学反应平均反应速率=$\frac{△c}{△t}$,所以曲线的斜率越大,该点反应速率越大,同一可逆反应中同一段时间内各物质的反应速率之比等于其计量数之比,据此判断;
(2)当平衡向正反应方向移动时,正反应速率大于逆反应速率;
(3)反应前n(B)=8mol,平衡时n(B)=2mol,则参加反应的n(B)=8mol-2mol=6mol,转化率=$\frac{参加反应的n(B)}{初始n(B)}$;
根据方程式知,参加反应的n(A)=$\frac{1}{3}$×6mol=2mol,生成的n(C)=n(D)=n(A)(参加反应的)=2mol,
平衡时c(A)=$\frac{6mol-2mol}{2L}$=2mol/L、c(B)=c(C)=c(D)=$\frac{2mol}{2L}$=1mol/L,
化学平衡常数K等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比;
(4)曲线Ⅰ达到平衡所需时间缩短,说明反应速率增大,平衡时B的含量增大,平衡逆向移动;
曲线Ⅱ达到平衡所需时间缩短,说明反应速率增大,平衡时B的含量减小,平衡正向移动.

解答 解:(1)化学反应平均反应速率=$\frac{△c}{△t}$,所以曲线的斜率越大,该点反应速率越大,同一可逆反应中同一段时间内各物质的反应速率之比等于其计量数之比,根据图象知,斜率最大的是A、最小的是D,所以反应速率最大的是A、最小的是D,故答案为:A;D;
(2)当平衡向正反应方向移动时,正反应速率大于逆反应速率,根据图知,b点后B的物质的量逐渐减小,说明平衡正向移动,则正反应速率大于逆反应速率,故答案为:大于;
(3)反应前n(B)=8mol,平衡时n(B)=2mol,则参加反应的n(B)=8mol-2mol=6mol,转化率=$\frac{参加反应的n(B)}{初始n(B)}$=$\frac{6mol}{8mol}×100%$=75%;
根据方程式知,参加反应的n(A)=$\frac{1}{3}$×6mol=2mol,生成的n(C)=n(D)=n(A)(参加反应的)=2mol,
平衡时c(A)=$\frac{6mol-2mol}{2L}$=2mol/L、c(B)=c(C)=c(D)=$\frac{2mol}{2L}$=1mol/L,
化学平衡常数K等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比=$\frac{1×1}{1×2}$=0.5,
故答案为:75%;0.5;
(4)曲线Ⅰ达到平衡所需时间缩短,说明反应速率增大,平衡时B的含量增大,平衡逆向移动,该反应的正反应是放热反应,所以改变的条件是升高温度;
曲线Ⅱ达到平衡所需时间缩短,说明反应速率增大,平衡时B的含量减小,平衡正向移动,该反应的正反应是放热的气体体积减小的反应,所以改变的条件是增大压强;
故答案为:升高温度;增大压强.

点评 本题考查化学平衡有关计算,为高频考点,侧重考查学生分析、判断及计算能力,正确读取图中信息并灵活运用信息解答问题是解本题关键,注意化学平衡常数计算时要用“平衡时各物质浓度“,如果计量数都是1时也可以用“平衡时各物质的物质的量”计算,题目难度不大.

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(3)SO2是工业制硫酸的原料气体之一,一定温度下,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的SO2和O2,发生反应:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),过程中测定的部分数据见表:
 时间/min n(SO2)/moln(O2)/mol
 0 0.10 0.050
 4 0.050 0.025
 50.040 
 8  0.020
①反应在0~4min内的平均速率为v(SO2)=6.25×10-3mol/(L•min);
②此温度下该反应的化学平衡常数K=225(mol/L),
③8min时,维持温度不变,往反应容器中再通入0.020mol SO2(g),0.010mol O2(g),重新达到平衡时混合气体中SO2的百分含量将减小(填“减小”,“增大”或“不变”).(4)将H2S 和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S,其物质转化如图2所示:
①在温度一定和不补加溶液的条件下,缓慢通入混合气体,并充分搅拌.欲使生成的硫单质中不含CuS,可采取的措施有通入足量的空气.
②一般来说,如果一个反应的平衡常数大于105,通常认为反应进行得较完全;相反,如果一个反应的平衡常数小于10-5,则认为这个反应很难进行.已知常温下各物质的溶度积及电离平衡常数:
CuS:Ksp=6.3×10-36;H2S:K a1=1.3×10-7,K a2=7.1×10-15,
通过计算说明反应CuS(s)+2H+ (aq)=Cu2+(aq)+H2S(aq)进行的程度反应很难进行.

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