设H2反应了x,则根据平衡常数可知
x2?0.01?x?2?9,很容易计算出x=0.06,甲两容器中反4应物的转化率为60%。乙相当于是在甲的基础上增加氢气的浓度,所以可以提高CO2的转化率,选项B正确;由于反应前后气体体积是不变的,因此甲和丙的平衡状态是等效的,但平衡时丙中c(CO2)=2×(0.010-0.010x)=0.008 mol/L,选项C正确,选项D不正确;丙中反应物的浓度最大,反应速率最快,选项A正确,答案选D。
【点睛】本题考查化学平衡计算、等效平衡、外界条件对反应速率的影响等,注意三段式解题法的运用,判断甲、丙为等效平衡是解题关键。从而解答选项D,甲和丙的平衡状态是等效的,平衡时甲、丙中二氧化碳的转化率相等。
14.等物质的量的X(g)与Y(g)在密闭容器中进行可逆反应:X(g)+Y(g)<0,下列叙述正确的是 ( ) A. 平衡常数K值越大,X的转化率越大 B. 达到平衡时,反应速率v正(X)=2v逆(Z)
C. 达到平衡后降低温度,正向反应速率减小的倍数大于逆向反应速率减小的倍数 D. 达到平衡后,升高温度或增大压强都有利于该反应平衡向逆反应方向移动 【答案】A 【解析】
【详解】A、平衡常数K值越大,反应向正反应进行的程度越大,X的转化率越大,A项正确。 B、达平衡时2v正(X)=v逆(Z),B项错误。
C、达平衡后降低温度,正、逆反应速率均减小,又因平衡向正反应方向移动,所以正反应速率减小的倍数小于逆反应速率减小的倍数,C项错误。 D、增大压强平衡不移动,升高温度平衡逆向移动,D项错误。 答案选A。
15.往一体积不变的密闭容器中充入H2和I2,发生反应 H2(g)+I2(g)
2HI(g);△H>0达到2Z(g)+W(s) ΔH
平衡后,t0时改变反应的某一条件(混合气体物质的量不变),且造成容器内压强增大,下列说法正确的是
A. 容器内气体颜色变深,平均相对分子质量不变 B. 平衡不移动,混合气体密度不变
C. 由于压强增大,导至H2,I2(g),HI平衡浓度都增大 D. 改变的条件是升温,速率图象为下图
【答案】D 【解析】 【分析】
t0时改变反应的某一条件,方程式中可逆符号两边的气体计量数相等,混合气体物质的量不变、体积不变,则改变的条件为升高温度,使压强增大;升高温度,正逆反应速率均增大,该反应为吸热反应,则正反应速率大于逆反应速率,平衡正向移动。
【详解】A.分析可知,平衡正向移动,容器的体积不变,I2的浓度减小,容器内气体颜色变浅,A错误;
B.分析可知,平衡正向移动,气体质量不变,容器体积不变,则混合气体密度不变,B错误; C. 由于升高温度,平衡正向移动,导至H2,I2(g) 平衡浓度减小,HI平衡浓度增大,C错误; D. 改变的条件是升温,正逆反应速率均增大,则正反应速率大于逆反应速率,速率图象正确,D正确; 答案为D。
垐?16.相同温度下,容积均恒为2L的甲、乙、丙3个密闭容器中发生反应:2SO(+O(2g)2g)噲?2SO3
(g); △H=-197kJ·mol-l。 实验测得起始、平衡时的有关数据如下表:
起始各物质的物质的量/mol 容器 SO2 甲 乙 丙
2 1.8 1.8 O2 1 0.9 0.9 SO3 0 0.2 0.2 Ar 0 0 0.1 放出热量:Q1 达到平衡时体系能量的变化 放出热量:Q2=788kJ 放出热量:Q3 .
下列叙述正确的是( ) A. Q1>Q3>Q2 =78.8kJ
B. 三个容器中反应的平衡常数均为K=2
C. 甲中反应达到平衡时,若升高温度,则SO2的转化率将大于50%
D. 若乙容器中的反应经tmin达到平衡,则0~tmin内,v(O2)=1/5t mol/(L·min) 【答案】D 【解析】 【分析】
乙、丙转化到左边,SO2、O2的物质的量分别为2mol、1mol,与甲中SO2、O2的物质的量对应相等,恒温恒容条件下,丙中Ar不影响平衡移动,故三者为完全等效平衡,平衡时SO2、O2、SO3的物质的量对应相等。
【详解】A.由于平衡时二氧化硫物质的量相等,故参加反应二氧化硫的物质的量:甲>乙=丙,故放出热量:Q1>Q3=Q2=78.8kJ,故A错误;
B.甲、乙、丙三容器温度相同,平衡常数相同,乙中平衡时放出热量为78.8kJ,由2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-197kJ?mol-1可知,参加反应的二氧化硫为2mol×=0.8mol,则二氧化硫浓度变化量为
78.8KJ
197KJ0.8mol1.8L=0.4mol/L,SO2、O2、SO3的起始浓度分别为 2L2L0.9mol0.2mol=0.9mol/L、=0.45mol/L、=0.1mol/L,则:
2L2L 2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g) 起始(mol/L):0.9 0.45 0.1 转化(mol/L):0.4 0.2 0.4 平衡(mol/L):0.5 0.25 0.5
0.52故平衡常数K==4,故B错误;
0.25?0.52C.根据B中计算可知,乙中平衡时二氧化硫物质的量为1.8mol-0.8mol=1mol,甲中参加反应二氧化硫为2mol-1mol=1mol,甲中二氧化硫的转化率
1mol×100%=50%,正反应为放热反应,2mol0.2mol/L1= mol/(L?min),
tmin5t升高温度平衡向逆反应方向移动,SO2的转化率将小于50%,故C错误; D.乙容器中的反应经tmin达到平衡,则0~tmin内,v(O2)=
故D正确; 答案:D
【点睛】采用一边倒的方法,从等效平衡角度分析。
二、非选择题(共52分)
17.某化学小组用50ml 0.50mol/L NaOH溶液和30ml 0.50mol/L硫酸溶液进行中和热的测定实验。
(1)实验中大约要使用230mL NaOH溶液,配制溶液时至少需要称量NaOH固体__ g
(2)做中和热的测定实验时:桌上备有大、小两个烧杯、泡沫塑料、硬纸板、胶头滴管、环形玻璃搅拌棒.实验尚缺少的玻璃仪器(用品)是______、______。 (3)他们记录的实验数据如下: ①请填写表中的空白:
起始温度t1 实验次数 H2SO4 1 2 3 4
25.0℃ 25.0℃ 25.0℃ 25.0℃ NaOH 25.0℃ 25.0℃ 25.0℃ 25.0℃ 29.1 29.8 Δt=________ 28.9 29.0 终止温度t2/℃ 温度差平均值(t2﹣t1)/℃ 。②已知:溶液的比热容c为4.18 J·℃·g,溶液的密度均为1 g·cm。写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和热的热化学方程式____________(用该实验的数据,取小数点后一位)。
(4)若用氨水代替NaOH做实验,测定结果ΔH会___(填“偏大”、“偏大”、“无影响”)。 【答案】 (1). 5.0 (2). 量筒 (3). 温度计 (4). 4.0 (5). 12H2SO4(aq)+NaOH(aq)=12Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=﹣53.5kJ/mol (6). 偏大 【解析】
-1-1-3
【分析】
(1) 配制230mL NaOH溶液,需要选用250mL的容量瓶; (2)缺少量取溶液体积量筒、测量温度的温度计;
(3) ①4次实验温度的差值分别为4.1℃、4.8℃、3.9℃、4.0℃,第二次数据差距较大,舍弃数据;
②根据Q=cnmnnt、nH=- Q/n进行计算;
(4)若用氨水代替NaOH做实验,氨水为弱碱,电离时吸收热量。
【详解】(1) 配制230mL NaOH溶液,需要选用250mL的容量瓶,m(NaOH)=0.50mol/L?0.25L?40g/mol=5.0g;
(2)缺少量取溶液体积的量筒、测量温度的温度计;
(3) ①4次实验温度的差值分别为4.1℃、4.8℃、3.9℃、4.0℃,第二次数据差距较大,舍弃数据,则3次数据的平均值为(4.1+3.9+4.0)/3=4.0℃;
②Q=cnmnnt=4.18?80?4.0=1337.6J,中和反应为放热反应,则nH=- Q/n=-1.3376kJ/0.025mol=-53.5kJ/mol;
(4)若用氨水代替NaOH做实验,氨水为弱碱,电离时吸收热量,导致中和时释放的热量减少,焓变偏大。
【点睛】中和热为放热反应,则焓变小于零,根据nH=- Q/n进行计算即可。
18.甲醇来源丰富,价格低廉,是一种重要的化工原料,有着非常重要、广泛的用途。工业上常用水煤气在恒容、催化剂和加热的条件下生产甲醇,其热化学方程式为:2H2(g)+CO(g)
的垐?噲?CH3OH(g);ΔH=-90.8kJ/mol。
(1)该反应的平衡常数表达式为:K=____,如升高温度,K值将______(填:增大、减小或不变)。
(2)以下各项能说明该反应达到平衡状态的是____________. .A.混合气体的密度保持不变 B.甲醇的质量分数保持不变 C.CO的浓度保持不变 D.2v逆(H2)=v正(CH3OH)
(3)在210°C、240°C和270°C三种不同温度、2 L恒容密闭容器中研究合成甲醇的规律。