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10.900℃时,向2.0L恒容密闭容器中充入0.40mol乙苯,发生反应:(g)?(g)+H2(g)△H=akJ•mol-1,经一段时间后达到平衡,反应过程中测定的部分数据见表:
时间/min010203040
n(乙苯)/mol0.400.300.24n2n3
n(苯乙烯)/mol0.000.10n10.200.20
下列说法正确的是(  )
A.反应在前20min的平均速率为v(H2)=0.008mol•L-1•min-1
B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时,c(乙苯)=0.08 mol•L-1,则a<0
C.保持其他条件不变,平衡后向容器中再充入0.40mol乙苯,再次达到平衡时乙苯的转化率小于50.0%
D.相同温度下,起始时向容器中充入0.10 mol乙苯、0.10 mol苯乙烯和0.30 molH2,达到平衡前v(正)>v(逆)

分析 A.由表中数据可知,20min内乙苯的物质的量变化量为0.4mol-0.24mol=0.16mol,根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v(乙苯),再根据速率之比等于化学计量数之比计算v(H2);
B.由表中数据可知,30min时处于平衡状态,平衡时苯乙烯的物质的量为0.2mol,计算平衡时乙苯的浓度,根据升高温度乙苯的浓度变化,再判断温度对平衡的影响;
C.保持其他条件不变,平衡后向容器中再充入0.40mol乙苯,反应体积增大,相当于加压,逆向移动;
D.利用三段式平衡时各组分的平衡浓度,计算平衡常数,计算此时的浓度商Qc,与平衡常数比较,判断反应进行方向,据此解答.

解答 解:A.由表中数据可知,20min内乙苯的物质的量变化量为0.4mol-0.24mol=0.16mol,故v(乙苯)=$\frac{0.16mol÷2L}{20min}$=0.004mol•L-1•min-1,速率之比等于化学计量数之比,则v(H2)=v(乙苯)=0.004mol•L-1•min-1,故A错误;
B.由表中数据可知,30min时处于平衡状态,平衡时苯乙烯的物质的量为0.2mol,由方程式可知,参加反应的乙苯的物质的量为0.2mol,故平衡时乙苯的浓度为$\frac{0.4mol-0.2mol}{2L}$=0.1mol/L,升高温度乙苯的浓度变为0.08mol•L-1,说明平衡向正反应移动,正反应为吸热反应,故a>0,故B错误;
由表中数据可知,30min时处于平衡状态,平衡时苯乙烯的物质的量为0.2mol,由方程式可知,参加反应的乙苯的物质的量为0.2mol,故乙苯的转化率为$\frac{0.2mol}{0.4mol}$×100%=50%,保持其他条件不变,平衡后向容器中再充入0.40mol乙苯,相当于在原平衡加压,该反应体积增大,加压平衡逆向移动,所以乙苯的转化率减小,故C正确;
D.由表中数据可知,30min时处于平衡状态,平衡时苯乙烯的物质的量为0.2mol,平衡时苯乙烯的浓度为0.1mol/L,由方程式可知,氢气的平衡浓度为0.1mol/L,参加反应的乙苯的物质的量为0.2mol,故平衡时乙苯的浓度为0.1mol/L,故平衡常数k=$\frac{0.1×0.1}{0.1}$=0.1,相同温度下,起始时向容器中充入0.10mol乙苯、0.10mol苯乙烯和0.30molH2,此时浓度商Qc=$\frac{(0.1÷2)•(0.3÷2)}{(0.1÷2)}$=0.15,大于平衡常数0.1,反应向逆反应进行,故达到平衡前v正<v逆,故D错误;
故选C.

点评 本题考查化学反应速率计算、化学平衡有关计算、化学平衡常数计算与应用,难度中等,注意D选项中利用平衡常数判断反应进行方向.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

15.下列实验操作中错误的是(  )
A.用量筒量取12.12mL的盐酸
B.蒸馏时,应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶支管口
C.分液时,分液漏斗中下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出
D.称量时,称量物应放在托盘天平的左盘,砝码放在托盘天平的右盘中

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

1.要使等浓度、等体积的AlCl3、CaCl2、NaCl溶液中的Cl-完全转化为AgCl沉淀,所用0.1mol•L-1AgNO3溶液的体积之比为(  )
A.1﹕2﹕3B.1﹕1﹕1C.2﹕3﹕6D.3﹕2﹕1

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

18.已知CO2可生成绿色燃料甲醇.CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H<0 300℃时密闭容器中,当c(CO2)=1.00mol/L、c(H2)=1.60mol/L开始反应,结果如图所示,回答下列问题:
(1)使用催化剂Ⅰ时,反应在10h内的平均速率v(H2)=0.054 mol/(L•h)
(2)下列叙述正确的是A、D(填序号)
A.当容器内气体的密度不在改变时,反应不一定达到平衡
B.充入氩气增大压强有利于提高CO2的转化率
C.CO2平衡转化率:在上述反应条件下,催化剂Ⅱ比催化剂Ⅰ高
D.催化效率:在上述反应条件下,催化剂Ⅱ比催化剂Ⅰ高
(3)根据图中数据,利用“三段式”列式计算此反应在300℃时的平衡常数0.05 (mol/L)-2
(4)根据上述平衡体系升温至400℃,则K(400℃)<K(300℃)(填“>”、“<”或“=”)

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科目:高中化学 来源: 题型:推断题

5.某同学用下面的装置制备并收集纯净的氯化铁,硬质玻璃管E中装有细铁丝网.

试回答:
(1)检验装置A的气密性的方法是用酒精灯微热圆底烧瓶,一段时间后,C中导管冒气泡,停止加热后,导管中水柱回流一段,说明气密性好.
(2)装置A中反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O.
(3)装置C的作用是:吸收HCl,装置D中的试剂是:浓硫酸.
(4)可检验装置E中生成的物质中阳离子的方法及现象是硫氰化钾溶液(苯酚溶液、氢氧化钠溶液),显红色(紫色、产生红褐色沉淀).
(5)若把氯气通入石蕊溶液中,观察的现象是:先变红后褪色.
(6)装置 G中发生反应的离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

15.绿矾(FeSO4•7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分.下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法:

查询资料,得有关物质的数据如表:
25℃时pH值
饱和H2S溶液3.9
SnS沉淀完全1.6
FeS开始沉淀3.0
FeS沉淀完全5.5
(1)检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe3+,最好选用的试剂为A.
A.KSCN溶液     B.NaOH溶液    C.KMnO4溶液
(2)操作II中,通入硫化氢至饱和的目的是除去溶液中的Sn2+离子,并防止Fe2+被氧化.
(3)操作IV的顺序依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤.
(4)操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤,其目的是:①除去晶体表面附着的硫酸等杂质;②降低洗涤过程中FeSO4•7H2O的损耗.
(5)测定绿矾产品中Fe2+含量的方法是:
a.称取一定量的绿矾产品,溶解,在250mL容量瓶中定容;b.量取一定量的待测溶液于锥形瓶中;c.再用硫酸酸化的KMnO4溶液滴定至终点.
①滴定时盛放KMnO4溶液的仪器为酸式滴定管(填仪器名称).
②判断此滴定实验达到终点的方法是滴加最后一滴KMnO4溶液时,溶液变成浅红色且半分钟内不褪色.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

2.我国在青藏高原发现了名为“可燃冰”的环保型新能源.
(1)“可燃冰”属于化石燃料,主要成分是CH4.另外还有两种化石燃料,它们的名称分别是石油和煤.
(2)CH4可与Cl2反应,反应历程如下
①Cl-Cl→2Cl;△H=+243kJ•mol-1
②Cl+CH3-H→CH3+H-Cl;△H=+4kJ•mol-1
③CH3+Cl-Cl→CH3-Cl+Cl•;△H=-106kJ•mol-1
则CH4与Cl2反应生成CH3-Cl(g)的热化学方程式为CH4(g)+Cl2(g)→CH3Cl(g)+HCl(g)△H=-102kJ•mol-1

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

19.明矾石经处理后得到明矾[KAl(SO42•12H2O].从明矾制备Al、K2SO4和H2SO4的工艺过程如图1所示:

焙烧明矾的化学方程式为:4KAl(SO42•12H2O+3S=2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O
请回答下列问题:
(1)在焙烧明矾的反应中,还原剂是S.
(2)本工艺的产品Al可以与CuO发生铝热反应而得到Cu.金属晶体铜的原子堆积方式是面心立方最密堆积;铜与浓硫酸反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$CuSO4+2SO2↑+2H2O.
(3)A12O3在一定条件下可制得AIN,其晶体结构如图2所示,该晶体中Al的配位数是4
(4)将SO2通入氨水与BaCl2的混合溶液中,可产生白色沉淀(不考虑溶液中溶解的氧),写出该反应的总离子方程式是2NH3+SO2+H2O+Ba2+=BaSO3↓+2NH4+
或2NH3•H2O+SO2+Ba2+=BaSO3↓+2 H2O+2NH4+
(5)焙烧产生的SO2可用于制硫酸.已知25℃、101kPa时:
2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H1=一197kJ/mol;
H2O (g)=H2O(1)△H2=一44kJ/mol;
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)△H3=一545kJ/mol.
则SO3 (g)与H2O(l)反应的热化学方程式是SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l)△H=-130kJ/mol.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

20.在恒容的密闭容器内放入5molSO2和5molO2,在某温度下经过反应生成2molSO3,此时密闭容器内压强是反应前压强的(  )
A.2倍B.1.5倍C.0.9倍D.0.5倍

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