题目内容

4．某实验组为研究“不同条件”对化学平衡的影响情况，进行了如下实验：一定条件下，向一个密闭容器中加入0.30molX、0.10molY和一定量的Z三种气体，甲图表示发生反应后各物质浓度（c）随时间（t）的变化〔其中t0～t1阶段c（Z）未画出〕．乙图表示化学反应速率（v）随时间（t）的变化，四个阶段都只改变一种条件（催化剂、温度、浓度、压强，每次改变条件均不同），已知t3～t4阶段为使用催化剂．

回答下列问题：
（1）若t1=5min，则t0～t1阶段以X浓度变化表示的反应速率为v（X）=0.018mol•L-1•min-1．
（2）在t2～t3阶段Y的物质的量减小，则此阶段开始时v正＜v逆（填“＞”、“=”或“＜”）．
（3）t4～t5阶段改变的条件为减小压强，此阶段的平衡常数K=2.8．
（4）t5～t6阶段容器内Z的物质的量共增加0.10mol，在反应中热量变化总量为a kJ，写出该反应的热化学方程式3X（g）?2Y（g）+Z（g）△H=-10akJ/mol．
在乙图Ⅰ～Ⅴ处平衡中，平衡常数最大的是Ⅴ．
（5）若起始实验条件不变，重新向该容器中加入0.60mol X、0.20mol Y和0.080mol Z，反应至平衡状态后X的转化率=60%．

分析 （1）由图象计算X的浓度变化，根据反应速率v（X）=$\frac{△c（X）}{△t}$计算；
（2）t4～t5阶段正逆反应速率减小且相等，如果是降低温度，平衡移动发生移动，则正逆反应速率不相等；根据Y、X浓度的变化判断二者计量数关系，根据t4～t5阶段判断化学方程式；由图乙可知t2时增大了某一物质的浓度，已知t2-t3阶段，Y的体积分数变小，则增大了Z的浓度，根据平衡移动来判断正逆反应速率的关系；
（3）由（2）分析可知t4～t5阶段改变的条件为减小压强，此时平衡常数不变；
（4）计算生成1molZ反应的热量变化，结合方程式书写热化学方程式；降温时平衡正向移动，平衡常数增大；
（5）根据平衡常数不变计算重新达到平衡时各组分的浓度，计算X的减小量，即可计算X的转化率．

解答 解：（1）图甲中t0～t1阶段X浓度变化为0.15mol/L-0.06mol/L=0.09mol/L，X浓度变化表示的反应速率为v（X）=$\frac{△c（X）}{△t}$=$\frac{0.09mol/L}{5min}$=0.018 mol•L-1•min-1，
故答案为：0.018 mol•L-1•min-1；
（2）t3～t4阶段与t4～t5阶段正逆反应速率都相等，而t3～t4阶段为使用催化剂，如果t4～t5阶段改变的条件为降低反应温度，平衡移动发生移动，则正逆反应速率不相等，则t4～t5阶段应为减小压强；反应中X的浓度变化为0.15mol/L-0.06mol/L=0.09mol/L，Y的浓度变化为0.11mol/L-0.05mol/L=0.06mol/L，反应中X与Y的计量数之比为0.09：0.06=3：2，则该反应中气体的化学计量数之和前后相等，则有：3X（g）?Z（g）+2Y（g），
由图乙可知t2时增大了某一物质的浓度，已知t2-t3阶段，Y的体积分数变小，则增大了Z的浓度，增大Z的浓度平衡向逆方向移动，所以v正小于v逆；
故答案为：＜；
（3）由（2）分析知t4～t5阶段改变的条件为减小压强，t2～t3阶段为增加组分浓度，t5～t6阶段正逆反应速率均有突变，为改变温度，所以t4～t5阶段的平衡常数等于t2～t3阶段的平衡常数K=$\frac{c（Z）•c（Y）^{2}}{c（X）^{3}}$=$\frac{0.05mol/L×（0.11mol/L）^{2}}{（0.06mol/L）^{3}}$=2.8，
故答案为：减小压强；2.8；
（4）t5～t6阶段容器内Z的物质的量共增加0.10mol，在反应中热量变化总量为a kJ，则生成1molZ，热量变化为10a kJ，由于降温Z的量增加，正反应为放热反应，
所以该反应的热化学方程式3X（g）?2Y（g）+Z（g）△H=-10a kJ/mol．降温时平衡正向移动，平衡常数增大，所以Ⅴ时平衡常数最大，
故答案为：3X（g）?2Y（g）+Z（g）△H=-10a kJ/mol；Ⅴ；
（5）3X（g）?2Y（g）+Z（g）
起始量（mol）0.6          0.2     0.08
变化量（mol）3a           2a       a
平衡量（mol）0.6-3a       0.2+2a   0.08+a
则平衡常数K=$\frac{（\frac{0.2+2a}{V}）^{2}×（\frac{0.08+a}{V}）}{（\frac{0.6-3a}{V}）^{3}}$=2.8，a=0.12，反应至平衡状态后X的转化率=$\frac{3×0.12mol}{0.6mol}×100%$=60%，
故答案为：60%．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，难度较大，注意从乙图判断各阶段的影响因素，此为解答该题的关键，易错点为各阶段影响因素．

练习册系列答案
相关题目
17．如图所示装置中，金属镁、铝和电流表通过导线相连：
（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，两极的电极反应式为：
负极Mg-2e-=Mg2+；
正极2H++2e-=H2↑．
（2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，两极的电极反应式为：
负极Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O；
正极2H2O+2e-=H2↑+2OH-．
15．亚氯酸钠（NaClO2）是重要漂白剂，探究小组按如图装置进行NaClO2的制取．

已知：NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO2•3H2O，高于38℃时析出NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl．
（1）已知装置A中反应产生ClO2气体，其反应的化学方程式为2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；
反应结束后通入适量的空气，其目的是将ClO2吹入到装置B进行反应．
（2）装置B中反应生成NaClO2，其反应的离子方程式为2OH-+2ClO2+H2O2=2ClO2-+2H2O+O2；
反应后的溶液中阴离子除了ClO${\;}_{2}^{-}$、ClO${\;}_{3}^{-}$、Cl-、ClO-、OH-外还可能含有的一种阴离子是SO42-；检验该离子的方法是取少量反应后的溶液，先加足量的盐酸，再加BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则说明含有SO42-；
（3）请补充从装置B反应后的溶液中获得NaClO2晶体的操作步骤．
①减压，55℃蒸发结晶；②趁热过滤；③用38℃～60℃热水洗涤；④低于60℃干燥；得到成品．
（4）如果撤去B中的冷水浴，可能导致产品中混有的NaClO3和NaCl杂质含量偏高．
12．苯乙酸是有机合成的中间产物，下面是它的一种实验室合成路线：
+H2O+H2SO4$\stackrel{100～130℃}{→}$+NH4HSO4
制备苯乙酸的装置示意图如下（加热和夹持装置等略）：
已知：苯乙酸的熔点为76.5℃，微溶于冷水，溶于乙醇．
回答下列问题：
（1）在250mL三口瓶a中加入70mL 70%的足量的硫酸．配制此硫酸时，加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是先加水、再加入浓硫酸．
（2）将a中的溶液加热至100℃，缓缓滴加40g苯乙腈到硫酸溶液，然后升温至130℃继续反应．在装置中，仪器B的作用是滴加苯乙腈；仪器c的名称是球形冷凝管，其作用是回流．
（3）反应结束后加适量冷水，再分离出苯乙酸粗品．加入冷水的目的是便于苯乙酸析出．
下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是BCE（填标号）．
A．分液漏斗B．漏斗C．烧杯D．直形冷凝管E．玻璃棒
（4）提纯粗苯乙酸的方法是重结晶，最终得到44g纯品，则苯乙酸的产率是94.6%．
19．向2.0L恒容密闭容器中充入1.0mol PCl5，在温度为T时发生如下反应PCl5（g）?PCl3（g）+Cl2（g）△H=+124kJ•mol-1．反应过程中测定的部分数据见表：
时间t/s050150250350
n（PCl3）/mol00.160.190.20.2
回答下列问题：（1）反应在前50s的平均速率v（PCl5）=0.0016mol/（L•s）
（2）温度为T时，该反应的化学平衡常数=0.025
（3）上述反应到达平衡状态时，PCl3的体积分数为16.7%
要提高平衡时PCl3的体积分数，可采取的措施有CD
A．温度不变，压缩容器体积增大压强       B．使用高效催化剂
C．温度和体积不变，减小PCl5的起始量     D．体积不变，提高反应温度
（4）在温度为T时，若起始时向容器中充入0.5mol PCl5和a mol Cl2平衡时PCl5的转化率仍为20%，则a=0.1
（5）在热水中，五氯化磷完全水解，生成磷酸（H3PO4），该反应的化学方程式是PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl．
9．图为实验室制溴苯的实验装置图，请根据图回答下列问题
（1）写出实验室制溴苯的化学方程式．
（2）双球U型管中盛放的试剂是CCl4，目的是吸收溴蒸气，防止HBr的检验．
（3）试管中盛放的硝酸银溶液，则试管中的现象是有淡黄色沉淀生成，离子方程式为Ag++Br-=AgBr
（4）试管上方的导管为什么不能伸入溶液中？
（5）得到粗溴苯后，要用如下操作精制：①蒸馏、②水洗、③用干燥剂干燥、④10%NaOH溶液润洗、⑤水洗．正确的操作顺序是B．
A、①②③④⑤B、②④⑤③①C、④②③①⑤D、②④①⑤③
（6）1866年凯库勒提出了苯的单、双键交替的正六边形平面结构，解释了苯的部分性质，但还有一些问题尚未解决，它不能解释下列ad事实（填入编号）．
a．苯不能使溴水褪色              b．苯能与H2发生加成反应
c．溴苯没有同分异构体           d．邻二溴苯只有一种
（7）现代化学认为苯分子碳碳之间的键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键．
16．“低碳经济”已成为科学家研究的主要课题之一．
（1）已知：H2O（g）═H2O（l）△H=-44.0kJ/mol
2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566.0kJ/mol             
2CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1275.6kJ/mol
甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为CH3OH（l）+O2（g）=CO （g）+2H2O（l）△H=-442.8KJ/mol．
（2）用惰性电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到乙烯，其原理如图所示，b电极上的电极反应式为2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O．
13．在实验室制取乙烯的装置图（如图）中，仪器A的名称是烧瓶．A中除了需要加入的两种反应试剂外，还要加入碎瓷片（或沸石）．其作用为避免混和液在受热沸腾时剧烈跳动（暴沸）．反应的化学方程式为C2H5OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$CH2=CH2↑+H2O．浓硫酸的作用为催化剂和脱水剂．实验后期当A中溶液颜色变为黑色时，将制得的乙烯气体直接通入溴水中使溴水褪色，能否证明乙烯发生了加成反应？不能（填“能”或“不能”），原因是杂质气体中混有SO2气体，SO2有还原性，也能使Br2水褪色，因而不能确定是乙烯与溴水发生加成反应而使溴水褪色．．为了获得乙烯气体（可含水蒸气），应该在发生装置与性质检验装置之间安装洗气瓶，瓶内装入NaOH 溶液 （填试剂）．
14．铬是用途广泛的金属，但在生产过程中易产生有害的含铬工业废水．
I、还原沉淀法是处理含Cr2O42- 和CrO72-工业废水的一种常用方法，其工艺流程如下：

其中第①步存在平衡：2CrO42-（黄色）+2H+?Cr2O72- （橙色）+H2O
（1）若平衡体系中，pH=0时溶液显橙色．
（2）以石墨为电极，电解Na2CrO4制备Na2Cr2O7的装置如图1所示．

a极的名称是负极；b极直接相连一极的反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑．
（3）第②步反应的离子方程式：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O．
第②步反应后的溶液加入一定量烧碱，若溶液中c（Fe3+）=2.0×10-12mol•L-1，则溶液中c（Cr3+）=3×10-5mol•L-1．（已知Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38 mol•L-1，Ksp[Cr（OH）3]=6.0×10-31 mol•L-1）．
II、探究CrO3的强氧化性和热稳定性
（4）CrO3遇有机物（如酒精）时猛烈反应以至着火．若该过程中乙醇被氧化成乙酸，CrO3被还原成绿色的Cr2（SO4）3．补充并配平下列反应式：
aCrO3+bC2H5OH+cH2SO4=dCr2（SO4）3+eCH3COOH+fR
b：c：f=1：2：3．
（5）CrO3的热稳定性差，加热时逐步分解，其固定残留率随温度的变化如图2所示．B点时生成固体的化学式为Cr2O3．（固体残留率=$\frac{剩余固体的质量}{原始固体的质量}$×100%）

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网