题目内容

14.某可逆反应:A(g)+3B(g)?2C(g);△H<0.有甲乙两个容积为0.5L的密闭容器,向甲容器中加入1molA的和3molB在一定条件下达到平衡时放出热量为Q1 kJ;在相同条件下,向乙容器中加入2mol C达到平衡时吸收热量为Q2kJ;已知Q2=3Q1.下列叙述不正确的是(  )
A.乙中C的转化率为75%
B.反应达到平衡前,甲中始终有v正大于v逆,乙中始终有v正小于v逆
C.在该条件下,反应 2C(g)?A(g)+3B(g)的平衡常数为27×1.54(mol/L)2
D.乙中的热化学方程式为2C(g)?A(g)+3B(g);△H=+Q2kJ/mol

分析 A.甲容器中开始加入1molA的和3molB与乙容器中开始加入2mol C为完全等效平衡,平衡时相同组分的物质的量相等,设甲中平衡时C为xmol,则乙中反应的C为(2-x)mol,由于Q2=3Q1,则(2-x)mol=3xmol,解得x=0.5,进而计算乙中C的转化率;
B.甲中反应正向进行建立平衡,乙中逆向进行建立平衡;
C.由A分析可知平衡时乙中C为0.5mol,故:
           2C(g)?A(g)+3B(g)
起始量(mol):2      0      0
变化量(mol):1.5    0.75   2.25
平衡量(mol):0.5    0.75   2.25
再根据K=$\frac{c(A)×{c}^{3}(B)}{{c}^{2}(C)}$计算平衡常数;
D.可逆反应不能完全反应,2molC分解吸收的热量大于Q2kJ.

解答 解:A.甲容器中开始加入1molA的和3molB与乙容器中开始加入2mol C为完全等效平衡,平衡时相同组分的物质的量相等,设甲中平衡时C为xmol,则乙中反应的C为(2-x)mol,由于Q2=3Q1,则(2-x)mol=3xmol,解得x=0.5,故乙中C的转化率为$\frac{(2-0.5)mol}{2mol}$×100%=75%,故A正确;
B.甲中反应正向进行建立平衡,乙中逆向进行建立平衡,故反应达到平衡前,甲中始终有v正大于v逆,乙中始终有v正小于v逆,故B正确;
C.由A分析可知平衡时乙中C为0.5mol,故:
           2C(g)?A(g)+3B(g)
起始量(mol):2       0      0
变化量(mol):1.5     0.75   2.25
平衡量(mol):0.5     0.75   2.25
故平衡常数K=$\frac{c(A)×{c}^{3}(B)}{{c}^{2}(C)}$=$\frac{\frac{0.75}{0.5}×(\frac{2.25}{0.5})^{3}}{(\frac{0.5}{0.5})^{2}}$(mol/L)2=27×1.54(mol/L)2,故C正确;
D.可逆反应不能完全反应,2molC分解吸收的热量大于Q2kJ,由A中分析可知,2molC完全分解吸收的热量为Q2kJ×$\frac{2mol}{1.5mol}$=$\frac{4}{3}$Q2kJ,反应热化学方程式为:2C(g)?A(g)+3B(g),△H=+$\frac{4}{3}$Q2kJ/mol,故D错误,
故选:D.

点评 本题考查了化学平衡的计算、化学平衡建立、化学平衡常数等,题目难度中等,关键是等效平衡的应用,旨在培养学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力.

练习册系列答案
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5.硫代硫酸钠是一种重要的化工产品.某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3•5H2O).
I. 查阅资料
(1)Na2S2O3•5H2O是无色透明晶体,易溶于水,其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成.
(2)向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3;所得产品常含有少量Na2SO3和Na2SO4.
(3)Na2SO3易被氧化;BaSO3难溶于水,可溶于稀HCl.
II. 制备产品:实验装置如图所示(省略夹持装置):

实验步骤:
(1)检查装置气密性,按图示加入试剂.
仪器a的名称是分液漏斗;E中的试剂是B(选填下列字母编号).
A.稀H2SO4      B.NaOH溶液     C.饱和NaHSO3溶液
(2)先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液,再向A中烧瓶滴加H2SO4.
(3)等Na2S和Na2CO3完全消耗后,结束反应.过滤C中混合物,再将滤液
蒸发(填写操作名称)、结晶、过滤、洗涤、干燥,得到产品.
Ⅲ. 探究与反思:
(1)为验证产品 中含有Na2SO3和Na2SO4,该小组设计了以下实验方案,请将方案补充完整.(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择)取适量产品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀盐酸,若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4.
(2)为减少装置C中生成Na2SO4的量,该小组在不改变原有装置的基础上对上述某实验步骤进行了改进,改进后的操作是先向A中烧瓶滴加浓硫酸,产生的气体将装置中的空气排尽后,再向C中烧瓶加入硫化钠和碳酸钠的混合溶液如此操作的目的是防止Na2SO3被空气中的氧气氧化
(3)Na2S2O3•5H2O的溶解度随温度升高显著增大,所得产品通过重结晶方法提纯.

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