题目内容

15．在体积为2L的恒容密闭容器中发生反应xA（g）+yB（g）?zC（g），图1表示200℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化关系，图2表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n（A）：n（B）的变化关系．则下列结论正确的是（　　）
A．200℃时，反应从开始到平衡的平均速率v（B）=0.04 mol•L-1•min-1
B．图2所知反应xA（g）+yB（g）?zC（g）的△H＞0，且a=2
C．若在图1所示的平衡状态下，再向体系中充入He，此时v正＞v逆
D．200℃时，向容器中充入1.6molA和0.8molB，达到平衡时，A的转化率大于50%

分析 A．由图Ⅰ可知，200℃时平衡时，B的物质的量变化量为0.4mol-0.2mol=0.2mol，根据v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$计算v（B）；
B．由图Ⅱ可知，n（A）：n（B）一定时，温度越高平衡时C的体积分数越大，说明升高温度平衡向正反应移动，据此判断反应热效应；
在一定的温度下只要A、B起始物质的量之比刚好等于平衡化学方程式化学计量数之比，平衡时生成物C的体积分数就最大，由图Ⅰ判断200℃时A、B的起始物质的量，据此计算a的值；
C．恒温恒容条件下，通入氦气反应混合物的浓度不变，平衡不移；
D．由图1可知，达到平衡时，A的转化率为50%，200℃时，向容器中充入1.6mol A 和0.8 mol B达到平衡等效为在原平衡基础上增大压强，根据图Ⅰ中A、B、C的物质的量变化量之比等于化学计量数之比确定x、y、z，据此判断增大压强平衡移动方向．

解答 解：A．由图Ⅰ可知，200℃时5min达到平衡，平衡时B的物质的量变化量为0.4mol-0.2mol=0.2mol，故v（B）=$\frac{\frac{0.2mol}{2L}}{5min}$=0.02 mol•L-1•min-1，故A错误；
B．由图Ⅱ可知，n（A）：n（B）一定时，温度越高平衡时C的体积分数越大，说明升高温度平衡向正反应移动，升高温度平衡向吸热反应移动，故正反应为吸热反应，即△H＞0；图Ⅰ可知，200℃时平衡时，A的物质的量变化量为0.8mol-0.4mol=0.4mol，B的物质的量变化量为0.2mol，在一定的温度下只要A、B起始物质的量之比刚好等于平衡化学方程式化学计量数之比，平衡时生成物C的体积分数就最大，A、B的起始物质的量之比=0.4mol：0.2mol=2，即a=2，故B正确；
C．恒温恒容条件下，通入氦气，反应混合物各组分的浓度不变，平衡不移动，故v（正）=v（逆），故C错误；
D．由图Ⅰ可知，200℃时平衡时，A、B、C的物质的量变化量分别为0.4mol、0.2mol、0.2mol，物质的量之比等于化学计量数之比，故x：y：z=0.4mol：0.2mol：0.2mol=2：1：1，达到平衡时A的转化率为$\frac{0.8mol-0.4mol}{0.8mol}$=50%，200℃时，向容器中充入1.6mol A 和0.8 mol B达到平衡等效为在原平衡基础上增大压强，平衡向正反应移动，故达到平衡时A的转化率大于50%，故D正确；
故选BD．

点评 本题考查化学平衡图象、反应速率计算、影响化学平衡的因素、化学平衡有关计算等，难度中等，注意C选项中理解稀有气体对化学平衡移动的影响．

练习册系列答案
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5．下列物质反应后一定有+3价铁生成的是（　　）
①过量的Fe与Cl2反应；              ②Fe与过量稀H2SO4反应后，再向其中加KNO3；
③将Fe高温下与水蒸气反应后的得到固体混合物溶于盐酸中．
A．只有②B．只有②③C．只有①②D．全部
6．NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是（　　）
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B．1mol A1Cl3在熔融时离子总数为0.4NA
C．常温常压下，等质量的S02、S2含有相同的分子数
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3．W、V、X、Y、Z是原子序数依次递减的五种常见元素．X元素是地壳中含量最多的元素，Y、Z组成气态化合物M的水溶液呈碱性，V的单质在X2中燃烧的产物可使品红溶液褪色，W是一种历史悠久，应用广泛的金属元素．请回答：
（1）Y元素在周期表中的位置是第二周期第ⅤA族；写出X、Z两种元素组成的化合物Z2X2的一种用途：消毒剂或氧化剂或漂白剂．
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（3）若将W金属投入到盐酸中，生成了浅绿色溶液N．N的酸性溶液与双氧水反应的离子方程式：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O．
由以上五种元素两两组合所形成的化合物中，有一种物质能与水反应生成气体且属于氧化还原反应，请写出该反应的化学方程式3NO2+H2O=2HNO3+NO．
10．化工生产必须遵循科学原理．请根据下列工艺生产流程回答问题．
某化学课外活动小组以海带为原料获得少量碘水，并以CCl4为溶剂将碘从碘水中提取出来．具体过程如下所示：

操作①的名称是过滤，在操作过程中使用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯．
操作②中发生反应的离子方程式为Cl2+2I-=I2+2Cl-．
操作③为萃取，为什么不能用酒精代替CCl4作为萃取剂？酒精和水任意比互溶．
20．乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料，工业生产乙醇的一种反应原理为：
2CO（g）+4H2（g）?CH3CH2OH（g）+H2O（g）△H=-256.1kJ•mol-1．
已知：H2O（l）=H2O（g）△H=+44kJ•mol-1   CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=-41.2kJ•mol-1
（1）以CO2（g）与H2（g）为原料也可合成乙醇，其热化学方程式如下：2CO2（g）+6H2（g）?CH3CH2OH（g）+3H2O（l）△H=：-305.7 kJ•mol-1．
（2）CH4和H2O（g）在催化剂表面发生反应CH4+H2O?CO+3H2，该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表：
温度/℃800100012001400
平衡常数0.451.92276.51771.5
①该反应是吸热反应（填“吸热”或“放热”）；
②T℃时，向1L密闭容器中投入1mol CH4和1mol H2O（g），平衡时c（CH4）=0.5mol•L-1，该温度下反应CH4+H2O?CO+3H2的平衡常数K=6.75．
（3）汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题．某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图．
①若不使用CO，温度超过775K，发现NO的分解率降低，其可能的原因为该反应是放热反应，升高温度反应更有利于向逆反应方向进行；在$\frac{n（NO）}{n（CO）}$=1的条件下，应控制的最佳温度在870℃左右．
②用CxHy（烃）催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染．写出CH4与NO2发生反应的化学方程式CH4+2NO2→CO2+N2+2H2O．
（4）乙醇-空气燃料电池中使用的电解质是搀杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-离子．该电池负极的电极反应式为CH3CH2OH-12e-+6O2-=2CO2+3H2O．
7．下列过程没有发生化学反应的是（　　）
A．用食醋除去暖水瓶中的薄层水垢B．石油的分馏和煤的干馏
C．用二氧化氯（ClO2）为自来水消毒D．液氨作制冷剂
4．化合物甲由四种元素组成，撞击甲容易发生爆炸生成三种物质，产物之一是纯净固体单质乙，另两种产物丙和丁是相对分子质量相同的常见气体，其中丁是空气的主要成分之一，3.0g甲发生爆炸反应，生成2.16g乙和标准状况下0.224L丁，其余为丙．回答下列问题：
（1）丁的结构式
（2）甲发生爆炸反应的化学方程式为2AgCNO=2Ag+2CO↑+N2↑
（3）已知化合物甲中，有两种元素的化合价为最高正价，另两种元素的化合价为最低负价，爆炸反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1：4．
5．以含钴废催化剂（主要成分为Co、Fe、SiO2）为原料，制取钴的氧化物的流程如图1：

（1）步骤Ⅰ中废催化剂用硫酸浸出后，将滤渣1进行再次浸出，其目的是提高钴元素的总浸出率．
（2）步骤Ⅱ需要加热搅拌，相应的离子方程式为6Fe2++6H++ClO3-$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$ 6Fe3++Cl-+3H2O．
（3）步骤Ⅲ中的反应为2Na++6Fe3++4SO42-+12H2O═Na2Fe6（SO4）4（OH）12+12H+．过滤后母液的pH=2，.0，c（Na+）=a mol•L-1，c（Fe3+）=b mol•L-1，c（SO42-）=d mol•L-1，该反应的平衡常数K=$\frac{（1{0}^{-2}）^{12}}{{a}^{2}×{b}^{6}×{d}^{4}}$（用含a、b、d 的代数式表示）．
（4）完成步骤Ⅳ中反应的离子方程式：
□5Co2++□CO32-+□H2O═Co5（OH）6（CO3）2↓+□3CO2↑；
（5）已知CoCl2的溶解度曲线如图2所示．步骤Ⅴ向碱式碳酸钴中加入足量稀盐酸，边加热边搅拌，待固体溶解后需趁热过滤．
①边加热边搅拌的原因是加快固体溶解速率；
②趁热过滤的原因是防止因温度降低，CoCl2晶体析出．

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