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5.可逆反应①X(g)+2Y(g)?2Z(g)、②2M(g)?N(g)+P(g)分别在密闭容器的两个反应室中进行,反应室之间有无摩擦、可滑动的密封隔板.反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图所示:
(1)反应①的正反应△H<0(填“>”、“=”或“<”);
(2)达平衡(Ⅰ)时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为20:23;(用分数表示)
(3)达平衡(Ⅰ)时,X的转化率为$\frac{15}{23}$;(用分数表示)
(4)在平衡(Ⅰ)和平衡(Ⅱ)中,M的体积分数(Ⅰ)无法确定(Ⅱ) (填“>”、“=”、“<”或
“无法确定”).

分析 (1)根据右室的混合物总物质的量不变,平衡(I)、平衡(Ⅱ)左右两室的温度、压强相同,体积之比等于物质的量之比,结合图示容器容积变化判断降温后反应①平衡移动的方向;
(2)根据右室的混合物总物质的量不变,在同温同压下体积比等于物质的量之比计算出反应后(I)中混合气体的物质的量,再计算出达平衡(I)时体系的压强与反应开始时体系的压强之比;
(3)设参加反应的X的物质的量为amol,利用差量法计算a的值,再利用转化率定义计算A的转化率;
(4)根据右边反应2M(g)?N(g)+P(g)气体的总物质的量不变,温度变化,平衡移动判断在平衡(I)和平衡(II)中M的体积分数是否相等.

解答 解:(1)右室的混合物总物质的量不变,平衡(I)、平衡(Ⅱ)左右两室的温度、压强相同,体积之比等于物质的量之比,由图可知,平衡(I)降低温度达新平衡平衡(Ⅱ),隔板由2.7处移至2.6处,左室的气体的物质的量减小,降低温度平衡向正反应移动,降低温度平衡向放热反应移动,故该反应正反应为放热反应,
故答案为:<;
(2)右室的混合物总物质的量不变为2mol,左右两室的压强、温度相等,同温同压下,体积之比等于物质的量之比,平衡(I)中左室混合气体总的物质的量为$\frac{2.7}{2.3}$×2mol=$\frac{54}{23}$mol,反应过程中温度不变,根据PV=nRT可知:P=$\frac{n}{V}$RT,所以达平衡(I)时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为:$\frac{\frac{54}{23}}{2.7}$:$\frac{3}{3}$=20:23,
故答案为:20:23;
(3)根据(2)可知,平衡(I)中左室混合气体总的物质的量为$\frac{54}{23}$mol,设参加反应的X的物质的量为amol,则:
X(g)+2Y(g)?2Z(g)  物质的量减少△n
1                                  1
amol                     (3mol-$\frac{54}{23}$mol)=$\frac{15}{23}$mol
解得a=$\frac{15}{23}$mol,所以X的转化率为$\frac{\frac{15}{23}mol}{1mol}$=$\frac{15}{23}$,
故答案为:$\frac{15}{23}$;
(4)右室中气体的总物质的量始终不变,但是由于降低温度,反应2M(g)?N(g)+P(g)的平衡发生移动,导致M的含量变化,所以在平衡(I)和平衡(II)中M的体积分数不相等,
故答案为:无法确定.

点评 本题考查化学平衡移动与化学计算,题目难度中等,是对知识的综合运用,需要学生具备扎实的基础知识与运用知识分析问题、解决问题的能力,( II)中清楚左右两室的温度、压强相同,体积之比等于物质的量之比是解题关键.

练习册系列答案
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15.下列描述,符合事实的是(  )
A.金属钠暴露在空气中,表面变暗,生成淡黄色固体
B.用坩埚钳夹住打磨过的镁带,在酒精灯上点燃,发出耀眼的黄光
C.用坩埚钳夹住铝箔在酒精灯上加热至熔化,轻轻晃动,有液态的铝滴落
D.钠常常保存在石蜡油或煤油中

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

16.下列化学反应的离子方程式不正确的是(  )
A.向NaHSO3溶液中加入NaHSO4溶液:HSO${\;}_{3}^{-}$+H+═H2O+SO2
B.铁溶于稀硝酸,溶液变黄:3Fe+8H++2NO3-═3Fe2++2NO↑+4H2O
C.Ba(OH)2与H2SO4两稀溶液混合:Ba2++2OH-+2H++SO${\;}_{4}^{2-}$═BaSO4↓+2H2O
D.AlCl3溶液中加入过量氨水:Al3++3NH3•H2O═Al(OH)3↓+3NH${\;}_{4}^{+}$

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

13.某中学化学研究性学习小组利用以下装置制取并探究氨气的性质.

(1)A中的化学反应方程式是Ca(OH)2+2NH4Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2NH3↑+2H2O.
(2)B中的干燥剂是碱石灰.
(3)C、D装置中颜色会发生变化的是D(填“C”或“D”).
(4)当实验进行一段时间后,挤压E装置中的胶头滴管,滴入1-2滴浓盐酸,可观察到的现象是出现白烟.
(5)生石灰与水反应生成Ca(OH)2并放出热量.实验室利用此原理,往生石灰中滴加浓氨水,可以快速制取氨气.用此方法制取氨气应选用的气体发生装置是C(填字母).

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20.一定温度下,在三个体积均为1.0L 的恒容密闭容器中发生反应,2A(g)═B(g)+C(g),下列说法不正确的是(  )
容器
编号
温度(℃)起始物质的量(mol)平衡物质的量(mol)
A(g)B(g)C(g)
3870.200.0800.080
3870.40
2070.200.0900.090
A.该反应的正反应为放热反应
B.达到平衡时,容器Ⅰ中的A体积分数与容器Ⅱ中的相同
C.容器Ⅰ中反应到达平衡所需时间比容器Ⅲ中的短
D.若起始时向容器Ⅰ中充入0.15 mol A、0.15 mol B 和0.10 mol C则反应将向逆反应方向进行

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

10.二氧化硫为无色气体,有强烈刺激性气味,是大气主要污染物之一.某化学兴趣小组欲制备并探究SO2的某些性质.

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(1)图中的装置错误的是集气瓶C中导管长短反了;B中发生反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑;D的作用是吸收二氧化硫尾气,防止污染空气.
SO2的性质:探究SO2气体性质的装置如图2所示:
(2)装置Ⅰ中的现象是有浅黄色沉淀生成,说明SO2具有氧化(填“氧化”或“还原”)性.
写出装置Ⅰ中通入足量SO2的离子方程式2S2-+5SO2+2H2O=3S↓+4HSO3-
(3)在上述装置中通入过量的SO2,为了验证Ⅱ中发生了氧化还原反应,取Ⅱ中溶液分成两份,
并设计了如下实验:
方案一:往第一份试液中加入少量酸性KMnO4溶液,紫红色褪去;
方案二:往第二份试液加入KSCN溶液,不变红,再加入新制的氯水,溶液变红.
上述方案不合理的方案是方案一,原因是过量的二氧化硫能溶于水,也能使高锰酸钾褪色,写出解释该原因的离子方程式5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+
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(1)用太阳能分解10mol水消耗的能量是2858kJ;
(2)在容积为2L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他条件不变的情况下,考察温度对反应的影响,实验结果如图所示(注:T1、T2均大于300℃):下列说法正确的是③④(填序号)
①温度为T1时,从反应开始到平衡,生成甲醇的平均速率为n(CH3OH)=$\frac{{n}_{t}}{{t}_{t}}$ mol•L-1•min-1
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④处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时$\frac{n({H}_{2})}{n(C{H}_{3}OH)}$增大
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14.下列因素中一定能引起平衡移动的是(  )
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15.常见锌锰干电池因含有汞、酸或碱等,废弃后进入环境将造成严重危害.某化学兴趣小组拟采用如图1处理方法回收废电池中的各种资源.
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(3)铜帽溶解时加入H2O2的目的是Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O(用化学方程式表示).铜帽溶解完全后,可采用加热方法除去溶液中过量的H2O2
(4)碱性锌锰干电池的电解质为KOH,总反应为Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2,其负极的电极反应式为Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2
(5)滤渣的主要成分为含锰混合物,向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸,并不断搅拌至无气泡为止.主要反应为2MnO(OH)+MnO2+2H2C2O4+3H2SO4=3MnSO4+4CO2↑+6H2O.
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②MnO(OH)与浓盐酸在加热条件下也可发生反应,试写出该应的化学方程式:2MnO(OH)+6HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MnCl2+Cl2↑+4H2O.
(6)锌锰干电池所含的汞可用KMnO4溶液吸收.在不同pH下,KMnO4溶液对Hg的吸收率及主要产物如图2所示:

根据图可知:
①pH对Hg吸收率的影响规律是随pH升高,汞的吸收率先降低后增加.
②在强酸性环境下Hg的吸收率高的原因可能是KMnO4在酸性条件下氧化性强.

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