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    20．在537℃、1.01×105Pa时，往容积可变的密闭容器中充入1mol X和3mol Y，此时容积为V L．保持恒温恒压，发生反应X（g）+3Y（g）?2Z（g），达到平衡时，平衡混合气体中Z的体积分数为0.5．
    （1）达到平衡时，X的转化率约为66.7%．当反应达到平衡后，在其他条件不变时，再通入1mol X和3mol Y的混合气体，请在右图中画出正（v正）、逆（v逆）反应速率随时间t变化的示意图．
    （2）保持上述温度和压强恒定不变，若向容器中只充入4mol Z，则反应达到平衡时，平衡气体中Y 的体积分数为37.5%，容器的容积为$\frac{4V}{3}$L．
    （3）若另选一容积固定不变的密闭容器，仍控制温度不变，使2mol X和6mol Y反应，达到平衡时平衡气体中Z的体积分数仍为0.5，则该密闭容器的容积为$\frac{4V}{3}$．
    （4）若温度仍为537℃，容器体积保持VL不变（恒容），往其中充入a mol X的b mol Y，使反应达到平衡，这时平衡气体中Z的体积分数仍为0.5，体系压强为1.01×105Pa，若a：b=1：3，则a=1.5mol．

    分析 恒压下 X（g）+3Y（g）$\stackrel{\;}{?}$2Z（g），
    开始   1           3           0
    转化  x           3x         2x
    平衡1-x          3-3x      2x
    到平衡时，平衡混合气体中Z的体积分数为0.5，
    则$\frac{2x}{4-2x}$=0.5，解得x=$\frac{2}{3}$mol，以此结合等效平衡来解答该题．

    解答 解：恒压下 X（g）+3Y（g）$\stackrel{\;}{?}$2Z（g），
               开始       1      3           0
              转化      x       3x          2x
             平衡      1-x     3-3x       2x
    到平衡时，平衡混合气体中Z的体积分数为0.5，
    则$\frac{2x}{4-2x}$=0.5，解得x=$\frac{2}{3}$mol，
    （1）X的转化率约为$\frac{\frac{2}{3}mol}{1mol}$×100%=66.7%，在其他条件不变时，再通入1mol X和3mol Y的混合气体，由于压强不变，则速率不变，图象为，
    故答案为：66.7%；，；
    （2）保持上述温度和压强恒定不变，若向容器中只充入4molZ，与上述平衡等效，则Y的体积分数为$\frac{3-3×\frac{2}{3}}{4-2×\frac{2}{3}}$×100%=37.5%，
    由物质的量与体积成正比可知，设平衡的体积为x，则$\frac{4}{V}=\frac{\frac{8}{3}×2}{x}$，解得x=$\frac{4V}{3}$L，故答案为：37.5%；$\frac{4V}{3}$；
    （3）容积固定不变的密闭容器，仍控制温度不变，使2mol X和6mol Y反应，达到平衡时平衡气体中Z的体积分数仍为0.5，
    与加入4molZ建立的平衡等效，体积为$\frac{4V}{3}$L，故答案为：$\frac{4V}{3}$；
    （4）容器体积保持VL不变（恒容），往其中充入a mol X的b mol Y，使反应达到平衡，这时平衡气体中Z的体积分数仍为0.5，体系压强为1.01×105Pa，若a：b=1：3，则  X（g）+3Y（g）$\stackrel{\;}{?}$2Z（g），
    开始  a      3a      0
    转化  x       3x     2x
    平衡a-x      3a-3x    2x
    到平衡时，平衡混合气体中Z的体积分数为0.5，
    $\frac{2x}{4a-2x}$=0.5，4a-2x=4mol，
    解得a=1.5mol，故答案为：1.5mol．

    点评 本题考查化学平衡的计算及等效平衡，为高频考点，侧重于学生的分析、计算能力的考查，注意化学平衡三段法的计算及等效平衡的条件、体积与物质的量的关系即可解答，题目难度较大．

    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    12．维生素C的结构简式是，分子式为C6H8O6；其中的-OH叫羟基（填官能团名称）．在维生素C溶液中滴入少量蓝色的含有淀粉的碘水，可观察到的现象是蓝色褪去，说明维生素C有还原性（填氧化性或还原性）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：计算题

    13．用KMnO4氧化一定体积密度为1.19g/cm3，溶质质量分数为36.5%的 盐酸．反应方程式如下：2KMnO4+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
    （1）用双线桥法分析该反应（只需标出电子得失的方向和数目）
    （2）15.8g KMnO4参加反应能消耗多少摩尔HCl？
    （3）产生的Cl2在标准状况下的体积为多少升？

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    8．化学实验装置的科学设计是实验是否取得预期效果的关键．请回答下列有关实验装置的相关问题：
    （1）图A为“人教版”教材制备乙酸乙酯的实验装置，某同学甲认为下图B装置进行酯化反应效果比A要好，他的理由是便于冷凝回流，减少反应物损失；
    某同学乙经查阅资料认为下图C装置进行酯化反应效果更好，他的理由是既能冷凝回流又能及时分离出反应生成的水，有利于酯的生成．

    （2）某有机物的结构简式如图：
    ①当其和Na反应时，可转化为．
    ②当其和NaOH溶液或Na2CO3溶液反应时，可转化为 ．
    ③当和NaHCO3溶液反应时，可转化为．

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    15．工业上，向500℃～600℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁（已知炽热铁屑与氯化氢生成氯化亚铁）．现用如图所示的装置模拟上述过程进行试验．
    回答下列问题：
    （1）盛装浓盐酸的仪器名称为分液漏斗，进行实验时，应先点燃A（选填A或C）处酒精灯．
    （2）制取无水氯化铁的实验中，A中反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O，装置B中加入的试剂是浓硫酸．
    （3）制取的无水氯化铁中混有少量氯化亚铁，其原因是Fe+2HCl=FeCl2+H2（化学方程式表示）．为除去氯气中混有的少量HCl，可以在装置A、B间加入装有饱和食盐水的洗气瓶．
    （4）工业上常用石灰乳吸收制氯气的尾气制得漂白粉，漂白粉的有效成分是Ca（ClO）2（填化学式）．长期露置于空气中的漂白粉，加稀盐酸后产生的气体是③（填数字代号）．
    ①O2         ②Cl2          ③CO2          ④HClO．

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    5．某校化学小组学生利用如图所列装置进行“铁与水反应”的实验，并进行了其他有关实验．（图中夹持及尾气处理装置均已略去）
    （1）装置B中发生反应的化学方程是3Fe+4H2O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe3O4+4H2．
    （2）装置E中的现象是黑色氧化铜变红，玻璃管右端出现无色液滴．
    （3）停止反应，待B管冷却后，取其中的固体，加入过量稀盐酸充分反应，过滤．
    ①欲检验溶液中含有Fe3+，选用的试剂为硫氰化钾（KSCN），现象是溶液变红．
    ②该实验小组同学用上述试剂没有检测到Fe3+，用离子方程式解释滤液中不存在Fe3+可能的原因：2Fe3++Fe=3Fe2+．
    ③在此溶液中加入少量酸性高锰酸钾溶液，高锰酸钾褪色，溶液中反应的离子方程式5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    12．某研究小组为了探究“铁与水蒸气”能否发生反应及反应的产物，进行了下列实验：
    （1）用如图1所示实验装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”（石棉绒是耐高温材料，不与水和铁反应）．

    ①反应一段时间后，有肥皂泡吹起时，用点燃的火柴靠近肥皂泡，当肥皂泡破裂，有爆鸣声时（填实验现象），说明“铁与水蒸气”能够进行反应．
    ②写出铁与水蒸气反应的化学方程式3Fe+4H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe3O4+4H2．
    ③实验中石棉绒的作用是增大铁粉与水蒸气的接触面积．
    （2）为了研究一定时间内铁粉的转化率，他们设计了如图2所示实验：准确称量一定质量的铁粉进行反应，收集并测量反应后生成气体的体积，计算出铁粉的转化率．
    ①收集并测量气体体积应选图中的B装置．
    ②称取0.24 g铁粉与适量石棉绒混合，然后加热至无气体放出．若室温下氢气密度约为0.088 g/L，最好选用B（选填字母序号）规格的量筒．
    A.100 mLB.200 mLC.500 mLD.1 000 mL．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    9．1，2-二溴乙烷可作汽油抗爆剂的添加剂，常温下它是无色液体，密度是2.18克/厘米3，沸点131.4℃，熔点9.79℃，不溶于水，易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂．在实验中可以用下图所示装置制备1，2-二溴乙烷．其中分液漏斗和烧瓶a中装有乙醇和浓硫酸的混合液，试管d中装有浓溴（表面覆盖少量水）．请填写下列空白：

    （1）a的仪器名称是蒸馏烧瓶．请写出a中所发生反应的化学方程式：CH3CH2OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$CH2=CH2↑+H2O．
    （2）写出1，2-二溴乙烷发生水解反应得到二元醇的化学方程式：CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br．
    （3）安全瓶b可以检查实验进行时试管d是否发生堵塞．请写出发生堵塞时瓶b中的现象：b中水面会下降，玻璃管中的水柱会上升，甚至溢出．
    （4）容器c中NaOH溶液的作用是：吸收乙烯气体中含有的CO2、SO2等酸性气体．
    （5）某学生做此实验时，使用一定量的液溴，当溴全部褪色时，所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量比正常情况下超出许多，如果装置的气密性没有问题，试分析其可能的因是（写出两条）乙烯流速过快，未完全发生加成反应；实验过程中，乙醇和浓硫酸的混合液没有迅速达到170℃，发生副反应生成乙醚．
    （6）e装置内NaOH溶液的作是吸收HBr和Br2等气体，防止大气污染．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    10．NO和CO都是汽车尾气里的有害物质，它们能缓慢地反应生成氮气和二氧化碳气体：2NO+2CO═N2+2CO2．对此反应，下列叙述正确的是（　　）
    A．使用催化剂能加快反应速率
    B．压强增大不影响化学反应速率
    C．冬天气温低，反应速率降低，对人类危害减小
    D．无论外界条件怎样改变，均对此化学反应的速率无影响

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