题目内容

5．在10L密闭的容器中充入2molA和1molB，发生的化学反应为：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），2min后反应达到平衡，在相同温度下，测得平衡时容器内气体的压强是反应前的$\frac{5}{6}$，试填写下列空白：
（1）x的值为1
（2）写出该反应的化学平衡常数表达式K=$\frac{c（C）•{c}^{2}（D）}{{c}^{3}（A）•c（B）}$
（3）平衡时，A的浓度为0.05mol/L
（4）用气体B表示的2min内的平均反应速率为0.025mol．L-1．min-1．

分析 （1）恒温恒容下，气体的压强与气体体积成正比，测得平衡时容器内气体的压强比反应前小，说明是体积减小的反应；x只能为1；
（2）根据化学平衡常数概念得表达式；
（3）根据三段式可得平衡时的各物质的浓度；
（4）根据反应速率v=$\frac{△c}{△t}$计算．

解答 解：（1）恒温恒容下，气体的压强与气体体积成正比，测得平衡时容器内气体的压强是反应前的$\frac{5}{6}$，说明平衡时容器内气体的压强比反应前小，说明是体积减小的反应，x只能为1；
故答案为：1  
（2）化学平衡常数为生成物的浓度幂之积与反应物浓幂之积，则k=$\frac{c（C）•{c}^{2}（D）}{{c}^{3}（A）•c（B）}$；
故答案为：$K=\frac{{c（C）•{c^2}（D）}}{{{c^3}（A）•c（B）}}$
（3）设反应A3amol，根据三段式：
             3A（g）+B（g）?C（g）+2D（g）
起始量：2             1          0           0
转化量：3a            a           a           2a
平衡量：2-3a        1-a         a           2a
则有：$\frac{2-3a+1-a+a+2a}{2+1}$=$\frac{5}{6}$，得a=0.5mol，所以平衡时a的浓度为：$\frac{（2-3×0.5）mol}{10L}$=0.05mol/L；
故答案为：0.05   
（4）B的反应速率为：$\frac{0.5mol÷10L}{2min}$=0.025mol．L-1．min-1；
故答案为：0.025mol．L-1．min-1

点评 本题考查了化学平衡计算的分析应用，主要是反应速率、转化率、平衡常数的概念计算，掌握基础是关键，题目难度中等，注意速率的单位．

练习册系列答案
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15．一定温度下，在Ba（OH）2的悬浊液中，存在Ba（OH）2固体与其电离的离子间的溶解平衡关系：Ba（OH）2（s）?Ba2+（aq）+2OH-（aq） 向此体系中再加入少量的BaO粉末，如果保持温度不变，则下列说法正确的是（　　）
A．c（Ba2+）浓度增大B．溶液中Ba2+数目减少
C．溶液pH减小D．溶液pH增大
16．铜在自然界存在于多种矿石中．
（Ⅰ）以硅孔雀石（主要成分为CuSiO3•2H2O，含少量SiO2、FeCO3、Fe2O3等杂质）为原料制取硫酸铜的工艺流程如下：

已知：Fe3+、Cu2+和Fe2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、6.7和9.7．
（1）“溶浸”中CuSiO3•2H2O和H2SO4发生反应的化学方程式CuSiO3•2H2O+H2SO4=CuSO4+H2SiO3+2H2O．
（2）“溶浸”中，选取浓度为20% H2SO4为浸出剂，铜的浸出率与浸出时间的关系见图1．由图1可得，随着浸出时间的增长，①铜的浸出率相应增加；②浸出时间超过24小时后，铜的浸出率变化不是很明显．（至少写一条变化规律）

（3）“除杂”中，加入MnO2的作用是2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++2H2O+Mn2+（用离子方程式表示）．“除杂”中需在搅拌下加入石灰乳以调节溶液的pH到3～4，沉淀部分杂质离子，分离得滤液．滤渣的主要成分为Fe（OH）3．
（Ⅱ）以黄铜矿（主要成分为CuFeS2）为原料炼制精铜的工艺流程如下：
黄铜矿$\stackrel{焙烧}{→}$精铜冰铜（Cu2S和FeS）$\stackrel{还原}{→}$粗铜$\stackrel{电解精炼}{→}$精铜
（4）“还原”工艺中其中一个反应为：Cu2S+2Cu2O $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6Cu+SO2↑，该反应的氧化剂是Cu2O、Cu2S．
（5）粗铜含少量Fe、Ag、Au等金属杂质，电解精炼铜时，阴极反应式为Cu2++2e-=Cu．完成图2中由粗铜电解得到精铜的示意图，并作相应标注．
13．实验室利用硫酸厂烧渣（主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等）制备聚铁（碱式硫酸铁的聚合物）和绿矾（FeSO4•7H2O），过程如图：

（1）将过程②中的产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是ACD ；
A．品红溶液   　B．紫色石蕊溶液      C．酸性KMnO4溶液　　　 D．溴水
（2）过程①中，FeS和O2、H2SO4反应的化学方程式为：4FeS+3O2+6H2SO4=2Fe2（SO4）3+6H2O+4S；
（3）过程③中，需加入的物质是Fe；
（4）过程④中，蒸发结晶需要使用酒精灯、三角架、泥三角，还需要的仪器有蒸发皿、玻璃棒；
（5）过程⑤调节pH可选用下列试剂中的C （填选项序号）；
A．稀硫酸　　　 B．CaCO3　　　 C．NaOH溶液
（6）过程⑥中，将溶液Z加热到70一 80℃，目的是促进Fe3+的水解．
20．研究硫酸工业原理及含硫化合物的性质具有重要意义．
（1）硫酸工业生产中涉及反应：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H＜0
SO2的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示，则：
①压强：P1＜P2（填“＞”、“=”或“＜”）．
②A、B两点的平衡常数：K（A）=K（B）（填“＞”、“=”或“＜”）．
③200℃时，将一定量的SO2和O2充入容积不变的密闭容器中，经10min后测得容器中各物质的物质的量浓度如表所示：
气体SO2O2SO3
浓度（mol•L-1）0.41.21.6
计算上述反应在0～10min内，v（O2）=0.08mol•L-1•min-1．
能说明该反应达到化学平衡状态的是d（填序号）．
a．v正（O2）=v逆（SO3）               b．SO2和SO3物质的量之和保持不变
c．混合气体的密度保持不变        d．体系的压强保持不变
（2）Cu2S在高温条件下发生如下反应：2Cu2S（s）+3O2（g）=2Cu2O（s）+2SO2（g）△H=-773kJ•mol-1
当该反应有1.2mol电子转移时，反应释放出的热量为77.3kJ．
（3）某研究小组把钢铁中的硫转化为H2SO3溶液，然后用标准浓度的I2溶液进行滴定，滴定中使用的指示剂为淀粉试液（写名称），滴定过程中c（SO32-）减小（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）利用反应2SO2+O2+2H2O=2H2SO4可以处理SO2尾气，若将该反应设计为原电池，用稀硫酸作电解质溶液，其正极电极反应式为4H++O2+4e-═2H2O．
10．利用N2和H2可以实现NH3的工业合成，而氨又可以进一步制备硝酸，在工业上一般可进行连续生产．请回答下列问题：
（1）已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ/mol
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-483.6kJ/mol
若有17g 氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气所放出的热量为226.3kJ．
（2）某科研小组研究：在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）反应的影响．
实验结果如图1所示：（图中T表示温度，n表示物质的量）

①图象中T2和T1的关系是：T2低于T1（填“高于”、“低于”、“等于”“无法确定”）
②比较在a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N2的转化率最高的是c（填字母）．
③在起始体系中加入N2的物质的量为$\frac{n}{3}$mol时，反应后氨的百分含量最大；  若容器容积为1L，n=3mol反应达到平衡时H2的转化率为60%，则此条件下（T2），反应的平衡常数K=2.08．
（3）N2O5是一种新型硝化剂，其性质和制备受到人们的关注．
①一定温度下，在恒容密闭容器中N2O5可发生下列反应：
2N2O5（g）?4NO2（g）+O2（g）△H＞0下表为反应在T1温度下的部分实验数据
t/s05001000
c（N2O5）/mol•L-15.003.522.48
则500s内NO2的平均生成速率为0.00592 mol•（L-1•s-1 ）．
②现以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成的燃料电池，采用电解法制备N2O5，装置如图2所示，其中Y为CO2．
写出石墨I电极上发生反应的电极反应式H2+CO32--2e-=CO2+H2O．
在电解池中生成N2O5的电极反应式为N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+．
17．（1）根据以下两个反应
C（s ）+O2 （g）=CO2（g）△H=-393.5KJ/mol
CO（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）=CO2（g）△H=-283KJ/mol
写出C（s）与 O2（g）反应生成CO（g）的热化学方程式：C（s ）+$\frac{1}{2}$O2（g）=CO（g）△H=-110.5KJ/mol
（2）在温度、压强一定的条件下，化学反应方向的判断：
①②△H-T△S=0则反应达到平衡．
②②△H-T△S＜0则反应能自发进行．
③△H-T△S＞0则反应不能自发进行．
14．能源的开发利用与人类社会的可持续性发展息息相关．
①Fe2O3（s）+3C（s）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=a kJ•mol-1
②CO（g）+$\frac{1}{2}$ O2（g）=CO2（g）△H2=b kJ•mol-1
③4Fe（s）+3O2（g）=2Fe2O3（s）△H3=ckJ•mol-1
则C的燃烧热$\frac{2a+6b+c}{6}$kJ•mol-1
Ⅱ．（1）依据原电池的构成原理，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是D（填序号）．
A．C（s）+CO2（g）═2CO（g）
B．NaOH（aq）+HCl（aq）═NaCl（aq）+H2O（l）
C．2H2O（l）═2H2（g）+O2（g）
D．2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）
若以熔融的K2C03与C02为反应的环境，依据所选反应设计成一个原电池，请写出该原电池的负极反应：CO-2e-+CO32-=2CO2 ．
（2）某实验小组模拟工业合成氨反应N2+3H2$?_{催化剂}^{高温、高压}$ 2NH3 △H=92.4 kJ•mol-1，开始他们将N2和H2混合气体20mol（体积比1：1）充入5L合成塔中．反应前压强为P．，反应过程中压强用P表示，反应过程中P/P．与时间t的关系如图2所示．请回答下列问题：
①反应达平衡的标志是（填字母代号）AC．
A．压强保持不变
B．气体密度保持不变
C．NH3的生成速率是N2的生成速率的2倍
②2min时，以C（N2）变化表示的平均反应速率为0.1mol•L-1•min-1．
③若提高N2的转化率可采取的措施有AB．
A．向体系中按体积比1：1再充入N2和H2 
B．分离出NH3
C．升高温度                                 
D．充入He气使压强增大
E．加入一定量的N2．
15．我国化学家近年来合成的聚乙炔衍生物分子M的结构式及M在稀硫酸作用下的水解过程如图：下列有关说法中不正确的是（　　）
A．M与A均能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色
B．B中含有羧基和羟基两种官能团，B能发生消去反应和酯化反应
C．1molM与热的烧碱溶液反应，可消耗2nmol的NaOH
D．A、B、C各1mol分别与金属钠反应，放出气体的物质的量之比为1：2：2

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