题目内容

16．将N2和 H2按一定比例混合，在相同状况下其密度是H2的 3.6倍，取0.5mol该混合气体通入密闭容器内，使之发生反应并在一定条件下达到平衡．已知反应达到平衡后容器内压强是相同条件下反应前压强的0.76倍，试求：
（1）反应前混合气体中N2和 H2的体积比=1：4；
（2）达到平衡时混合气体中的氨的物质的量=0.06mol；
（3）平衡时N2的转化率=60%．

分析 （1）N2和 H2按一定比例混合，在相同状况下其密度是H2的3.6倍，则平均相对分子质量为3.6×2=7.2，设氮气为xmol，氢气为ymol，则：$\frac{28x+2y}{x+y}$=7.2，据此进行计算；
（2）由（1）可知，0.5mol该混合气体，物质的量分别为0.1mol、0.4mol，则
      3H2+N2?2NH3，
开始  0.4  0.1  0
转化   3n   n   2n
平衡0.4-3n 0.1-n  2n
达到平衡后容器内压强是相同条件下反应前压强的0.76倍，则：$\frac{0.5-2n}{0.5}$=0.76，解得氨的物质的量；
（3）根据（2）计算氮气的转化率．

解答 解：（1）N2和 H2按一定比例混合，在相同状况下其密度是H2的3.6倍，则平均相对分子质量为3.6×2=7.2，
设氮气为xmol，氢气为ymol，则：$\frac{28x+2y}{x+y}$=7.2，整理可得x：y=1：4，
相同条件下物质的量之比等于体积之比，所以体积为1：4，
故答案为：1：4；
（2）由（1）可知，0.5mol该混合气体，物质的量分别为0.1mol、0.4mol，则
      3H2+N2?2NH3，
开始  0.4  0.1  0
转化   3n   n   2n
平衡0.4-3n 0.1-n  2n
达到平衡后容器内压强是相同条件下反应前压强的0.76倍，则：$\frac{0.5-2n}{0.5}$=0.76，
解得：n=0.06mol，
故答案为：0.06mol；
（3）平衡时N2的转化率为：$\frac{0.06mol}{0.1mol}$×100%=60%，
故答案为：60%．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，题目难度中等，明确化学平衡三段法计算的格式及平均相对分子质量、转化率的计算即可解答，侧重考查学生的分析能力及化学计算能力．

练习册系列答案
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7．常用作风信子等香精的定香剂D以及可用作安全玻璃夹层的高分子化合物PVB的合成路线如图：

已知：I．（R、R′表示烃基或氢）
II．醛与二元醇（如：乙二醉）可生成环状缩醛：

（1）A的核磁共振氢谱有两种峰，A的名称是乙醛．
（2）A与合成B的化学方程式是．
（3）C为反式结构，由B还原得到，C的反式结构的结构简式是．
（4）N由A经反应①〜③合成，E能使Br2的CCl4溶液褪色．
①的反应试剂和条件是稀NaOH、加热；②的反应类型是加成反应．
（5）PVAc由一种单体经加聚反应得到，该单体的结构简式是CH3COOCH=CH2．
（6）碱性条件下，PVAc完全水解的化学方程式是．
14． 固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂，某学习小组以Fe（NO3）2为研究对象，通过实验探究其热分解的产物，查阅资料，根据硝酸盐受热分解的规律，提出如下4种猜想：
甲：Fe2O3、NO2 乙：Fe2O3、NO2、O2丙：Fe3O4、NO2、O2 丁：FeO、NO2、N2
（1）实验前，小组成员经讨论认定猜想丁不成立，理由是不符合氧化还原反应原理．
针对上述猜想，设计如图16所示的实验装置（图中加热、夹持仪器等均省略）：
（2）实验过程
①仪器连接后，放人固体试剂之前，应检验装置的气密性
②称取Fe（NO3）2固体3.6g置于A中，加热前先打开K，通入N2充满整个装置，后再关闭K，用酒精灯加热
③观察到A中有红棕色气体出现，C、D中未见明显变化．
④待样品完全分解，A装置冷却至室温、称量，测得剩余固体的质量为1.6g
⑤取少量剩余固体于试管中，加人适量水，未见明显现象．
（3）实验结果分析讨论：
①根据实验现象和剩余固体的质量经分析，可初步确认分解产物中有Fe2O3、NO2．
②根据D中无明显现象，一位同学认为不能确认分解产物中有O2，因为若有O2，D中溶液颜色会退去；另一个同学认定分解产物中有O2存在，未检侧到的原因是O2在通过装置B时已参与反应．
③为了验证是否有O2，某同学另称Fe（NO3）2固体3.6g，充分加热，收集气体，假设产生的气体全部收集，将集满气体的试管倒放在水槽中，观察到的现象是红棕色消失，液面上升，进入试管中的溶液大于$\frac{2}{3}$，通入一定量的O2后，气体全部被吸收，请写出Fe（NO3）2受热分解的化学方程式4Fe（NO3）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe2O3+8NO2↑+O2↑，通入O2的物质的量为0.0025mol．
④小组讨论后达成的共识是上述实验设计仍不完善，需改进装置进一步研究．写一点不足之处：在A和B处加一个防倒吸的装置或者产生的气体不易收集．
4．某硫酸厂的基本反应是：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g），现将0.05molSO2（g）和0.03molO2注入体积为1.0L的密闭容器中，并置于某较高温度的恒温环境中，达化学平衡后，测得反应器中有0.04molSO3（g），求：
（1）该温度下反应的平衡常数？
（2）SO2、O2的平衡转化率？
11．将1mol I2（g） 和2mol H2置于2L密闭容器中，在一定温度下发生反应：I2（g）+H2（g）?2HI（g）△H＜0，并达平衡．HI的体积分数w（HI）随时间变化如图曲线（Ⅱ）所示：
（1）达平衡时，I2（g）的物质的量浓度为0.05mol/L．
（2）若改变反应条件，在甲条件下w（HI）的变化如曲线（Ⅰ） 所示，在乙条件下w（HI）的变化如曲线（Ⅲ） 所示．则甲条件可能是③⑤，则乙条件可能是④．（填入下列条件的序号）
①恒容条件下，升高温度；②恒容条件下，降低温度；③恒温条件下，缩小反应容器体积；④恒温条件下，扩大反应容器体积；⑤恒温恒容条件下，加入正催化剂．
（3）若保持温度不变，在另一个相同的2L密闭容器中加入2mol I2（g）、4mol H2（g）发生反应，达平衡时，HI的体积分数是等于0.6（填大于、等于、小于）．
1．有一含NaCl、Na2CO3•10H2O和NaHCO3的混合物，某同学设计如图所示的实验装置，通过测量反应产生的CO2和H2O的质量，来确定该混合物中各组分的质量分数．

（1）实验步骤：
①按图（夹持仪器未画出）组装好实验装置后，首先进行的操作是检查装置气密性．
②称取样品，并将其放入硬质玻璃管中；称量装浓硫酸的洗气瓶C的质量和装碱石灰的U形管D的质量．
③打开活塞K1、K2，关闭K3，缓缓鼓入空气数分钟，其目的是除去装置中的水蒸气和二氧化碳．
④关闭活塞K1、K2，打开K3，点燃酒精灯加热至不再产生气体．装置B中发生反应的化学方程式为2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+H2O↑+CO2↑、Na2CO3•10H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+10H2O↑．
⑤打开活塞K1，缓缓鼓入空气数分钟，然后拆下装置，再次称量洗气瓶C的质量和U形管D的质量．
（2）关于该实验方案，请回答下列问题．
①若加热反应后不鼓入空气，对测定结果的影响是NaCl偏大NaHCO3偏小 Na2CO3•10H2O偏小 （填“偏大”“偏小”或“无影响”）
②E处干燥管中盛放的药品是碱石灰，其作用是防止空气中的CO2和水蒸气进入D中影响测定结果，如果实验中没有该装置，则会导致测量结果NaHCO3的质量分数偏大（填写同①）．
③若样品质量为10.0g，反应后C、D装置增加的质量分别为2.7g、2.2g，则混合物中Na2CO3•10H2O的质量分数为28.6%．
8．无水AlCl3是一种重要的有机合成催化剂，该物质在183．C时升华，遇潮湿空气即产生大量白雾．某中学化学兴趣小组拟利用中学常见仪器设计实验制备无水AlCl3，实验装置如图所示．

请回答下列问题：
（1）制备实验开始时，先检查装置的气密性，接下来的操作依次是a、c、b、d．
a．加入MnO2粉末   b．点燃A中酒精灯    c．加入浓盐酸    d．点燃D处酒精灯
（2）写出A装置中发生反应的离子方程式：MnO2+4H++2C1-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O．
（3）装置B和C中的试剂分别是饱和食盐水、浓H2SO4．
（4）甲同学认为F和G可以用一种仪器替代，且加入一种药品即可达到相同效果．这种药品是可以是碱石灰或氧化钙．其作用是除Cl2并吸收空气中的水蒸气等．
（5）E中得到少量白色粉末，打开软木塞后可明显观察到锥形瓶中有白雾生成，用化学方程式表示其原因：AlCl3+3H2O=Al（OH）3+3HCl．
5．在一密闭的2L容器中装有2mol N2和6mol H2，在一定条件下开始反应，2min末测得容器中有1.5mol H2．请计算：
（1）2min末NH3的浓度；
（2）2min内H2的平均反应速率．
5．有机物A只含有C、H、O三种元素，且它们的质量比为9：2：4；A的核磁共振氢谱显示有四种不同类型的氢原子．物质D是一种芳香族化合物，请根据如图（所有无机产物已略去）中各有机物的转化关系回答问题．
RCHO+R′CH2CHO$→_{△}^{稀NaOH溶液}$+H2O
已知，两分子醛在一定条件下可以发生如下反应（其中R、R′为H或烃基）：


（1）写出质A的名称：1-丙醇；C的结构简式：；E中含氧官能团的名称：羧基．
（2）写出下列反应的有机反应类型：A→B氧化反应；   D→H加成或还原反应．
（3）写出H到I的化学方程式：+$→_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$+H2O．
（4）写出D到E过程中的①的反应化学方程式：．
（5）1molF与足量的氢氧化钠水溶液反应最多消耗3mol NaOH．
（6）根据题中信息，G的可能结构为2种．
（7）请写出符合下列条件的E的同分异构体的结构简式．
i．该物质水解产物之一为乙酸；      ii．苯环上的一氯代物只有两种结构．

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