题目内容

20.在一体积固定的密闭容器中加入反应物X、Y,发生如下反应X+2Y?3Z.反应经2min后,X的物质的量浓度从开始的2.0mol/L降为1.6mol/L.已知反应开始时Y的物质的量浓度是2.4mol/L,求:
(1)2min末Y、Z的物质的量浓度.
(2)2min内X的平均反应速率.

分析 (1)反应经2min后,X的物质的量浓度从开始的2.0mol/L降为1.6mol/L,则X的浓度变化为:△c(X)=2.0mol/L-1.6mol/L=0.4mol/L,利用化学平衡三段式计算出2min末Y、Z的物质的量浓度;
(2)根据v=$\frac{△c}{△t}$计算2min内X的平均反应速率v(X).

解答 解:(1)反应经2min后X的浓度变化为:△c(X)=2.0mol/L-1.6mol/L=0.4mol/L,
发生反应方程式:X+2Y?3Z
初始(mol/L)  2.0   2.4    0
转化(mol/L) 0.4    0.8   1.2
平衡(mol/L) 1.6    1.6   1.2,
根据分析可知,2min末Y的物质的量浓度为c(Y)=1.6mol/L,2min末Z的物质的量浓度为:c(Z)=1.2mol/L,
答:2min末Y、Z的物质的量浓度分别为1.6mol/L、1.2mol/L;
(2)2min内X的平均反应速率为:v(X)=$\frac{0.4mol/L}{2min}$=0.2mol/(L•min),
答:2min内X的平均反应速率为0.2mol/(L•min).

点评 本题考查了化学平衡的计算,题目难度不大,明确化学平衡三段式的应用方法为解答关键,注意掌握化学反应速率的概念及表达式,试题培养了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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11.现拟在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁(Mg3N2).已知实验中可能会发生下列反应:
①2Mg+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO;
②3Mg+N2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg3N2
③2Mg+CO2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C  
④Mg+H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+H2↑  
⑤Mg3N2+6H2O═3Mg(OH)2+2NH3
可供选择的装置和药品如下页图所示(镁粉、还原铁粉均已干燥,装置内所发生的反应是完全的,整套装置的末端与干燥管相连).

回答下列问题;
在设计实验方案时,除装置A、E外,还应选择的装置(填字母代号)及其目的分别为(可不填满)
装置                        目的
(2)连接并检查实验装置的气密性.实验开始时,打开自来水的开关,将空气从5升的储气瓶压入反应装置,则气流流经导管的顺序是(填字母代号)j→h→g→d→c→k→l(或l→k)→a→b (或b→a);
(3)通气后,应先点燃F处的酒精灯,再点燃A处的酒精灯;如果同时点燃A、
F装置的酒精灯,对实验结果有何影响?制得的氮化镁不纯;
(4)请设计一个实验,验证产物是Mg3N2,写出操作步骤、现象和结论:将产物取少量置于试管中,加入适量水,将润湿的红色石蕊试纸置于试管口,如果能够看到润湿的红色石蕊试纸变蓝,则说明产物是氮化镁,若试纸不变蓝,则不含有Mg3N2
15.实验室制备1,2-二溴乙烷的反应原理如下:
CH3CH2OH$→_{170℃}^{H_{2}SO_{4}(浓)}$CH2═CH2
CH2═CH2+Br2→BrCH2═CH2Br
可能存在的主要副反应有:乙醇在浓硫酸的存在下在140℃脱水生成乙醚.用少量溴和足量的乙醇制备1,2二溴乙烷的装置如图所示:

有关数据列表如下:
乙醇1,2二溴乙烷乙醚
状态无色液体无色液体无色液体
密度/g•cm-30.792.20.71
沸点/℃78.513234.6
熔点/℃-1309-116
回答下列问题:
(1)在此制备实验中,要尽可能迅速地把反应温度提高到170℃左右,其最主要目的是d(填正确选项前的字母);
a.引发反应  b.加快反应速度   c.防止乙醇挥发    d.减少副产物乙醚生成
(2)在装置C中应加入c,其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体(填正确选项前的字母);
a.水       b.浓硫酸     c.氢氧化钠溶液      d.饱和碳酸氢钠溶液
(3)判断该制备反应已经结束的最简单方法是溴的颜色完全褪去.
(4)将1,2二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物应在下层(填“上”、“下”);
(5)若产物中有少量副产物乙醚.可用蒸馏的方法除去;
(6)反应过程中应用冷水冷却装置D,其主要目的是冷却可避免溴的大量挥发;但又不能过度冷却(如用冰水),其原因是1,2-二溴乙烷的凝固点较低(9℃),过度冷却会使其凝固而使气路堵塞.
12.次硫酸氢钠甲醛(NaHSO2•HCHO•2H2O)俗称吊白块,不稳定,120℃时会分解.在印染、医药以及原子能工业中有广泛应用.以Na2SO3、SO2、HCHO和锌粉为原料制备次硫酸氢钠甲醛的实验步骤如下:
步骤1:在三颈烧瓶中加入一定量Na2SO3和水,搅拌溶解,缓慢通入SO2,至溶液pH 约为4,制得NaHSO3溶液.
步骤2:将装置A中导气管换成橡皮塞.向烧瓶中加入稍过量的锌粉和一定量甲醛溶液,在80~90℃下,搅拌(防止生成沉淀覆盖在锌粉表面阻止反应进行),反应约3h,冷却至室温,抽滤;
步骤3:将滤液真空蒸发浓缩,冷却结晶.
(1)装置B的烧杯中应加入的溶液是氢氧化钠溶液;
(2)A中多孔球泡的作用是增大气体与溶液的接触面积,加快气体的吸收速率.
(3)冷凝管中回流的主要物质除H2O外还有HCHO(填化学式).
(4)写出步骤2中发生反应的化学方程式NaHSO3+HCHO+Zn+H2O=NaHSO2•HCHO+Zn(OH)2
(5)步骤3中在真空容器中蒸发浓缩的原因是防止温度过高使产物分解,也防止氧气将产物氧化.
(6)①抽滤装置所包含的仪器除减压系统外还有吸滤瓶、布氏漏斗(填仪器名称)
②如果抽滤的溶液具有强氧化性时,可采取用玻璃纤维代替滤纸或用玻璃砂漏斗代替布氏漏斗的措施
(7)为了测定产品的纯度,准确称取2.0g样品,完全溶于水配成100mL溶液,取20.00mL所配溶液,加入过量碘完全反应后(已知I2不能氧化甲醛,杂质不反应),加入BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重得到白色固体0.466g,则所制得的产品的纯度为77%.

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