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9.如图,A中有一可自由移动的活塞,关闭开关K,先向B中充入2molX和2molY,再向A中充入1molX和1molY.开始时A、B的体积都为aL,在相同的温度和有催化剂存在的条件下,两容器中都开始发生下述反应:
X(g)+Y(g)?2Z(g)+W(g),反应达到平衡时,A的体积为1.2aL,则
(1)A中X的转化率a(A)=40%;
(2)A、B中X的转化率a(A)>a(B)(填“<”“=”“>”).
(3)打开开关K,保持温度不变,再达平衡时,A的体积为2.6 L (连通管中气体体积不计).

分析 (1)A为恒温恒压,利用体积之比等于物质的量之比求出平衡时A中混合气体的物质的量,由方程式可知1molX反应时混合气体物质的量增大1mol,即消耗的X的物质的量等于混合气体物质的量增大量,进而计算X的转化率;
(2)A为恒温恒压,B为恒温恒容,随反应进行B中压强增大,故平衡时A中容器压强小于B中压强,B可以等效为在A的基础上增大压强,平衡逆向移动;
(3)打开开关K,保持温度不变,再达平衡时,等效为开始加入3molX、3molY到达的平衡,恒温恒压下与A中平衡为等效平衡,反应物转化率不变,平衡时混合气体总物质的量为A中2倍,恒温恒压下压强之比等于物质的量之比,进而计算开始加入3molX、3molY到达的平衡时总体积,减去容器B的体积即为A容器体积.

解答 解:(1)A为恒温恒压,反应达到平衡时,A的体积为1.2aL,则平衡时混合气体总物质的量为(1+1)mol×$\frac{1.2aL}{aL}$=2.4mol,由方程式可知1molX反应时混合气体物质的量增大1mol,则消耗的X的物质的量为(2.4-2)mol=0.4mol,故X的转化率为$\frac{0.4mol}{1mol}$×100%=40%,
故答案为:40%;
(2)A为恒温恒压,B为恒温恒容,随反应进行B中压强增大,故平衡时A中容器压强小于B中压强,B可以等效为在A的基础上增大压强,平衡逆向移动,B中X的转化率小于A中X的转化率,即a(A)>a(B),
故答案为:>;
(3)打开开关K,保持温度不变,再达平衡时,等效为开始加入3molX、3molY到达的平衡,恒温恒压下与A中平衡为等效平衡,反应物转化率不变,平衡时混合气体总物质的量为A中2倍,恒温恒压下压强之比等于物质的量之比,则开始加入3molX、3molY到达的平衡时总体积为1.2aL×2=3.6aL,故B容器体积为3.6aL-aL=2.6aL,
故答案为:2.6a.

点评 本题考查化学平衡计算,涉及等效平衡问题,较好的考查学生分析解决问题能力,关键是等效平衡途径的建立,难度中等.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

11.下列关于Na2CO3固体和NaHCO3固体性质的有关叙述中不正确的是(  )
A.在水中溶解性:Na2CO3>NaHCO3
B.热稳定性:Na2CO3>NaHCO3
C.与相同浓度的盐酸反应的速度:Na2CO3>NaHCO3
D.Na2CO3与NaHCO3可以相互转化

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12.若将6mol氢气和1mol氮气充入到某密闭容器中发生反应N2(g)+3H2(g)?2NH3(g).那么下列各百分数中,可能是氢气的转化率的是(  )
A.40%B.50%C.80%D.100%

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17.在4L体积不变的密闭容器中充入6molA气体和5molB气体,发生反应:3A (g)+B (g)?2C (g)+x D (g),2分钟后反应达到平衡,生成了2molC,经测定D的浓度为0.25mol/L,求:
(1)x的值.
(2)2分钟时用A物质表示的反应速率
(3)达到平衡状态时B的转化率.

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4.实现“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源.目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇.一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g),图1表示该反应过程中能量(单位为kJ•mol-1)的变化:

(1)关于该反应的下列说法中,正确的是C(填字母).
A.△H>0,△S>0  B.△H>0,△S<0  C.△H<0,△S<0  D.△H<0,△S>0
(2)为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为l L的密闭容器中,充入l mol CO2和4mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图2所示.
①从反应开始到平衡,CO2的平均反应速率v(CO2)=0.075mol/(L•min);H2的转化率w(H2)=56.25%.
②该反应的平衡常数表达式K=$\frac{c(C{H}_{3}OH)×c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2})×{c}^{3}({H}_{2})}$.
③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是BD (填字母).
A.升高温度
B.将CH3OH(g)及时液化抽出
C.选择高效催化剂
D.再充入l molCO2和4molH2
(3)25℃,1.01×105Pa时,16g 液态甲醇完全燃烧,当恢复到原状态时,放出363.3kJ的热量,写出该反应的热化学方程式:CH3OH(l)+$\frac{3}{2}$O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.6 kJ•mol-1
(4)选用合适的合金为电极,以氢氧化钠、甲醇、水、氧气为原料,可以制成一种以甲醇为原料的燃料电池,此电池的负极应加入或通入的物质有甲醇、氢氧化钠、水;其负极的电极反应式是:CH3OH+8OH?-6e-=CO32-+6H2O.

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14.在实验室中,可利用碳酸氢钠、氯化钠、氯化铵等物质溶解度的差异,通过饱和食盐水、氨和二氧化碳反应,获得碳酸氢钠晶体,反应原理可用如下化学方程式表示:NH3+CO2+NaCl+H2O═NH4Cl+NaHCO3↓,依据此原理,欲制得碳酸钠晶体,某校学生设计了如下实验装置,其中B装置中的试管内是溶有氨和氯化钠的溶液,且二者均已达到饱和:

(1)A装置中所发生反应的离子方程式为:CaCO3+2H+=Ca2++CO2+H2O.C装置中稀硫酸的作用为:吸收从B装置中的试管内逸出的氨气,减少对环境的污染.
(2)下表中所列出的是相关物质在不同温度下的溶解度数据(g/100g水)
0℃10℃20℃30℃40℃50℃
NaCl35.735.836.036.336.637.0
NaHCO36.98.19.611.112.714.5
NH4Cl29.433.337.241.445.850.4
参照表中数据,请分析B装置中使用冰水是因为温度越低,碳酸氢钠的溶解度越小,便于析出.
(3)该校学生在检查完此套装置气密性后进行实验,结果没有得到碳酸氢钠晶体,指导教师指出应在A与B装置之间(填写字母)连接一个盛有饱和NaHCO3溶液 的洗气装置,其作用是除去CO2中混合的HCl气体.
(4)若该校学生进行实验时,所用饱和食盐水中含NaCl的质量为5.85g,实验后得到干燥的NaHCO3晶体的质量为5.04g,则NaHCO3的产率为60%.

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1.铁、氮的化合物在生产、生活中有着广泛的应用,请回答下列有关问题:
Ⅰ、三氟化氮(NF3)是一种无色,无味的气体,它是微电子工业技术的关键原料之一,三氟化氮在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应,其反应的产物有:HF、NO和HNO3,请根据要求回答下列问题:
(1)写出该反应的化学方程式3NF3+5H2O=2NO+HNO3+9HF,反应中生成0.2mol HNO3,转移的电子数目为0.4NA
(2)三氟化氮可由氨气和氟气反应得到:4NH3+3F2=NF3+3NH4F,据题意推测NF3、F2、NO三种气体中,氧化性由弱到强的顺序为F2>NF3>NO.
(3)NF3无色、无臭,但一旦在空气中泄漏,还是易于发现,判断该气体泄漏时的现象是产生红棕色气体,产生刺激性气味气体,产生白雾.
Ⅱ、纳米线四氧化三铁是应用最为广泛的软磁性材料之一,共沉淀法是目前制备纳米四氧化三铁的重要方法,其流程如图示,请回答下列问题:

(4)实验室保存溶液A时,需加入铁粉、硫酸.为了得到较纯的纳米Fe3O4,理论上FeSO4•7H2O和FeCl3•6H2O的物质的量之比为1:2.制备纳米Fe3O4的离子反应方程式为Fe2++2Fe3++8OH-=Fe3O4+4H2O.
(5)共沉淀法的主要不足是:
①得到的Fe3O4纳米粒子间存在团聚现象
②Fe2+易被氧化为Fe3+,很难控制FeSO4•7H2O和FeCl3•6H2O的物质的量之比为1:2,产品含有杂质.
(6)磁流体是电子材料的新秀,它是由直径为纳米量级(10纳米以下)的磁性固体颗粒、基载液以及界面活性剂三者混合而成的分散系,既具有固体的磁性,又具有液体的流动性,下列关于纳米Fe3O4磁流体的说法中不正确的是A.
A、纳米Fe3O4磁流体分散系属于溶液
B、纳米Fe3O4磁流体可以通过渗析法得到提纯
C、当一束可见光通过该磁流体时会出现光亮的通路
D、纳米Fe3O4磁流体比较稳定.

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18.在蒸发皿中蒸发液体,下列操作不正确的是(  )
A.直接用酒精灯的外焰加热蒸发皿
B.加热过程中不断用玻璃棒搅拌
C.加热到液体全部消失
D.蒸发皿中出现多量晶体、少量液体时,停止加热,利用蒸发皿的余热烘干

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19.某液态物质可将碘水中的碘萃取出来,则这种物质应具备的性质组合是(  )
①不溶于水,遇水分层    
②碘在其中溶解度比在水中溶解度大  
③密度比水小  
④易与碘反应  
⑤不与碘反应   
⑥密度比水大B.
A.①②⑤B.①③⑤C.②④⑥D.④⑤⑥

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