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10.在容积为10L的密闭容器中,进行如下反应:A(g)+2B(g)?C(g)+D(g),最初加入1.0molA和2.2molB,在不同温度下,D的物质的量n(D)和时间t的关系如图1.

试回答下列问题:
(1)800℃时,0-5min内,以B表示的平均反应速率为0.024mol/(L.min).
(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是AC.
A.容器中压强不变        B.混合气体中c(A)不变
C.2v(B)=v(D)    D.c(A)=c(C)
(3)若最初加入1.0molA和2.2molB,利用图中数据计算800℃时的平衡常数K=9,该反应为吸热反应(填吸热或放热).
(4)700℃时,某时刻测得体系中各物质的量如下:n(A)=1.1mol,n(B)=2.6mol,n(C)=0.9mol,n(D)=0.9mol,则此时该反应向正反应方向进行(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“处于平衡状态”).
(5)在催化剂作用下,CO可用于合成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).
若在恒温恒压的条件下,向密闭容器中充入4mol CO和8mol H2,合成甲醇,平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图2所示:
①该反应的正反应属于放热反应(填“吸热”或“放热”).
②在0.1MPa、100℃的条件下,该反应达到平衡时容器内气体的物质的量为8mol.
?若在恒温恒容的条件下,向上述平衡体系中充入4mol CO,8mol H2,与原平衡状态相比,达到平衡时CO转化率增大(填“增大”,“不变”或“减小”),平衡常数K不变(填“增大”,“不变”或“减小”).

分析 (1)800℃时0-5min内生成D为0.6mol,根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v(D),再根据速率之比等于化学计量数之比计算v(B);
(2).可逆反应到达平衡时,同种物质的正逆速率相等,各组分的浓度、含量保持不变,由此衍生的其它一些量不变,判断平衡的物理量应随反应进行发生变化,该物理量由变化到不再变化说明到达平衡;
(3)800℃平衡时生成D为0.6mol,则:
            A(g)+2B(g)?C(g)+D
起始量(mol):1    2.2     0     0
转化量(mol):0.6  1.2     0.6   0.6
平衡量(mol):0.4   1      0.6   0.6
再根据K=$\frac{c(C)×c(D)}{c(A)×{c}^{2}(B)}$计算平衡常数;
由图可知,升高温度D的物质的量增大,说明升高温度平衡正向移动;
(4)700℃时,某时刻测得体系中各物质的量如下:n(A)=1.1mol,n(B)=2.6mol,n(C)=0.9mol,n(D)=0.9mol,等效为开始投入2molA、4.4molB到达的平衡,与原平衡时相比,压强增大,平衡正向移动,平衡时D的物质的量应大于原平衡的2倍;
(5)①由图可知,压强一定时,随温度升高CO的转化率减小,说明升高温度平衡逆向移动,而升高温度平衡向吸热反应方向移动;
②在0.1MPa、100℃的条件下,平衡时CO转化率为0.5,转化的CO为4mol×0.5=2mol,根据差量法计算气体物质的量减少量,进而计算平衡时混合气体物质的量;
若在恒温恒容的条件下,等效为在原平衡的基础上增大压强,平衡正向移动;平衡常数只受温度影响,温度不变,平衡常数不变.

解答 解:(1)800℃时0-5min内生成D为0.6mol,则v(D)=$\frac{\frac{0.6mol}{10L}}{5min}$=0.012mol/(L.min),速率之比等于化学计量数之比,则v(B)=2v(D)=0.024mol/(L.min),
故答案为:0.024mol/(L.min);
(2)A.该反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应,随反应进行,容器内压强减小,当反应到达平衡状态时,容器中压强不变,所以能作为判断化学平衡的依据,故A正确;
B.反应到达平衡状态时,混合气体中c(A)不变,说明到达平衡,故B正确;
C.应是v(B)=2v(D)时反应处于平衡状态,2v(B)=v(D)时逆反应速率较快,平衡逆向进行,故C错误;
D.当c(A)=c(C)时,该反应不一定达到平衡状态,与反应物浓度及转化率有关,故D错误;
故选:AB;
(3)800℃平衡时生成D为0.6mol,则:
              A(g)+2B(g)?C(g)+D
起始量(mol):1      2.2     0     0
转化量(mol):0.6    1.2     0.6   0.6
平衡量(mol):0.4     1      0.6    0.6
由于容器体积为10L,故平衡常数K=$\frac{c(C)×c(D)}{c(A)×{c}^{2}(B)}$=$\frac{0.06×0.06}{0.04×0.{1}^{2}}$=9,
由图可知,升高温度D的物质的量增大,说明升高温度平衡正向移动,故正反应为吸热反应,
故答案为:9;吸热;
(4)700℃时,某时刻测得体系中各物质的量如下:n(A)=1.1mol,n(B)=2.6mol,n(C)=0.9mol,n(D)=0.9mol,等效为开始投入2molA、4.4molB到达的平衡,与原平衡时相比,压强增大,平衡正向移动,平衡时D的物质的量应大于原平衡的2倍,即平衡时D应大于1.2mol,故反应向正反应进行,
故答案为:向正反应方向;
(5)①由图可知,压强一定时,随温度升高CO的转化率减小,说明升高温度平衡逆向移动,而升高温度平衡向吸热反应方向移动,故正反应为放热反应,
故答案为:放热;
②在0.1MPa、100℃的条件下,平衡时CO转化率为0.5,转化的CO为4mol×0.5=2mol,则:
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g) 物质的量减小
1                              2
2mol                           4mol
故平衡时混合气体物质的量为4mol+8mol-4mol=8mol;
在温度和容积不变的情况下,再向平衡体系中充入4 molCO,8 mol H2,等效为在原平衡的基础上增大一倍压强,平衡向正反应移动,CO的转化率增大;
化学平衡常数只受温度影响,与浓度无关,温度不变,平衡常数不变,
故答案为:8;增大;不变.

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、化学平衡图象、反应速率计算、平衡常数计算等,注意三段式解题法在化学平衡计算中应用,(4)中注意利用等效平衡进行分析解答,避免浓度商与平衡常数比较判断的繁琐.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

20.某研究性学习小组为合成1-丁醇,查阅资料得知一条合成路线:CH3CH═CH2+CO+H2$\stackrel{一定条件}{→}$CH3CH2CH2CHO$→_{Ni,△}^{H_{2}}$CH3CH2CH2CH2OH
CO的制备原理:HCOOH$→_{△}^{浓硫酸}$ CO↑+H2O,并设计出原料气的制备装置如图1:
请填写下列空白:
(1)实验室现有稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸、2-丙醇,从中选择合适的试剂制备丙烯.写出化学方程式:(CH32CHOH$\frac{\underline{\;浓H_{2}SO_{4}\;}}{△}$CH2=CHCH3↑+H2O.
(2)若用以上装置制备干燥纯净的CO,装置中a和b的作用分别是恒压、防倒吸;c和d中盛装的试剂分别是NaOH溶液,浓H2SO4
(3)制丙烯时,还产生少量SO2、CO2及水蒸气,该小组用以下试剂检验这四种气体,混合气体通过试剂的顺序是④⑤①⑤②③(或④⑤①⑤③②)(填序号)①饱和Na2SO3溶液 ②酸性KMnO4溶液  ③石灰水  ④无水CuSO4  ⑤品红溶液
(4)正丁醛经催化剂加氢得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品,为纯化1-丁醇,该小组查阅文献得知:①R-CHO+NaHSO3(饱和)→RCH(OH)SO3Na↓;②沸点:乙醚34℃,1-丁醇118℃,并设计出如图2提纯路线:

试剂1为饱和NaHSO3溶液,操作1、操作2为、操作3分别为过滤、萃取、蒸馏.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

1.在Cu+2H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O反应中:
(1)Cu元素被氧化,H2SO4是氧化剂.
(2)用双线桥法标出该反应中电子转移的方向和数目.
Cu+2H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O
(3)某一反应中有反应物和生成物的粒子共6种:SO${\;}_{3}^{2-}$、I2、H+、SO${\;}_{4}^{2-}$、I-、H2O,已知该反应中I2只发生如下过程:I2→I-,请回答(提示:H2O在生成物):
①该反应的还原剂是SO32-(填分子或离子符号).
②反应过程中,每有1molI2发生反应,转移的电子为2mol.
③写出该反应的离子方程式SO32-+I2+H2O═SO42-+2I-+2H+

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

18.工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸.某兴趣小组的同学发现:将一定量的铁钉与浓硫酸加热时,观察到铁钉完全溶解,并产生大量气体.实验室现有下列试剂:0.01mol/L 酸性KMnO4溶液、0.10mol/L KI溶液、新制氯水、淀粉溶液、蒸馏水.请你协助他们探究所得溶液和气体的成分.
【提出猜想】
Ⅰ.所得溶液中的金属离子可能含有Fe2+和Fe3+中的一种或两种;
Ⅱ.所得气体中肯定含有SO2气体.
【实验探究】
实验操作预期现象结 论
验证猜想Ⅰ步骤①:取少量0.01mol/L 酸性KMnO4溶液,滴入所得溶液中溶液紫红色褪去含有Fe2+
步骤②:另取少量所得溶液,滴加KI溶液和淀粉溶液溶液变为蓝色含有Fe3+
验证猜想Ⅱ将所得气体通入如下装置甲中KMnO4溶液褪色,乙中KMnO4溶液颜色不变,试管中收集到气体含有两种或以上气体
【问题讨论】
(1)有同学提出:若另外选用KSCN溶液,则仅利用KSCN和新制氯水两种溶液即可完成猜想Ⅰ的所有探究,试问是否可行不正确(填:“正确”或“不正确”)并说明原因若溶液中含有Fe3+则无法检验溶液中是否含有Fe2+

(2)有同学提出:试管中气体可能是H2和Q气体,为此重新设计了实验装置如图1(图中夹持仪器省略).
①认为含有Q的理由是C+2H2SO4(浓硫酸)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2 ↑+2SO2↑+2H2O(用化学方程式表示).
②为确认Q的存在,则M中盛放的试剂为澄清的石灰水,并将装置M添加于C(选填序号).
a.A之前      b.A-B间       c.B-C间       d.C-D间
③装置图2中D、E、F组合的作用是确认是否有H2

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

5.有机化合物J是治疗心脏病药物的一种中间体,分子结构中含有3个六元环.其中一种合成路线如图:

已知:
①A既能发生银镜反应,又能与FeCl3溶液发生显色反应,其核磁共振氢谱显示有4种氢,且峰面积之比为1:2:2:1.
②有机物B是一种重要的石油化工产品,其产量可用来衡量国家的石油化工发展水平.
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回答以下问题:
(1)A中含有的官能团名称是羟基和醛基.
(2)写出有机反应类型B→C加成反应,I→J取代反应(或酯化反应).
(3)写出F生成G的化学方程式
(4)写出J的结构简式
(5)E的同分异构体有多种,写出所有符合以下要求的E的同分异构体的结构简式
①FeCl3溶液发生显色反应          ②能发生银镜反应
③苯环上只有两个对位取代基      ④能发生水解反应.

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15.某同学取一定量Fe 与Al 的混合物与一定量极稀的硝酸充分反应,已知硝酸的还原产物仅NH4NO3一种.在反应结束后的溶液中,逐滴加入4mol•L-1的氢氧化钠溶液,所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示.试回答下列问题:
(1)图中OC 段没有沉淀生成,此阶段发生反应的离子方程式为H++OH-═H2O.
(2)在图中DE 段,沉淀的物质的量没有变化,则此阶段发生反应的离子方程式为NH4++OH-═NH3•H2O.
(3)点B 与A 点沉淀物质的量的差值为0.008mol.
(4)C 点对应的氢氧化钠溶液的体积为7mL.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

2.在 200mL 0.5mol/L H2SO4 溶液中,c(H+)=1mol/L,溶质的质量是9.8g.此溶液中含 n(H+)=0.2mol.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

19.亚氯酸钠(NaClO2)主要用于棉纺、造纸业的漂白剂,也用于食品消毒、水处理等.
已知:①亚氯酸钠(NaClO2)受热易分解.
②NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO2•3H2O.
③纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全.
以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下:

(1)“反应l”需要鼓入空气,空气的作用是稀释ClO2以防爆炸
(2)“反应2”的化学方程式为H2O2+2ClO2+2NaOH=2NaClO2+2H2O+O2
(3)采取“减压蒸发”而不用“常压蒸发”,原因是常压蒸发温度过高,亚氯酸钠容易分解.
结晶后需要对晶体洗涤,为了减少溶解损失,可以用冰水或酒精洗涤晶体.
(4)从“母液”中可回收的主要物质是Na2SO4
(5)要得到纯的亚氯酸钠晶体(NaClO2•3H2O),对粗产品必须进行的操作名称是重结晶.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

20.下列说法正确的是(  )
126C与136C互为同位素  
16O与O3 互为同素异形体
互为同分异构体
属于同系物
既不是同系物也不是同分异构体.
A.①⑤B.①④C.①③⑤D.①②④

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