Question

(17分)合成氨工业上常用下列方法制备H2 ：

方法：

方法：

试计算25℃时由方法②制备l000g H2所放出的能量为_________ kJ。

（2）在一定的条件下，将C(s)和H2O(g)分别加入甲、乙两个密闭容器，发生反应：

其相关数据如下表所示：

①T1_________T2 （填“>”、“=”或“<”）；

T1℃时，该反应的平衡常数K=_________ 。

②乙容器中，当反应进行到1.5min时，H2O(g)的物质的量浓度范围是_________。

③一定条件下，在密闭恒容的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是_________。

A．

B．混合气体的密度保持不变

D．混合气体的平均相对分子质量保持不变

④某同学为了研究反应条件对化学平衡的影响，测得逆反应速率与时间的关系如图所示：

可见在t1、t3、t5、t7时反应都达了到平衡状态，如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件，则从t1到t8哪个时间段H2O (g)的平衡转化率最低_________，t4时刻改变的条件是__________。

⑤在25 ℃时，c mol/L，的醋酸与0.02mol/L NaOH溶液等体积混合后溶液刚好呈中性，

用含c的代数式表示CH3COOH的电离常数Ka=_________。

 

Answer 1

（17分）（1）20500kJ （2分）

（2）① > （2分） 12.8（2分）

② <1.4mol/L （2分）

③BD（选全得2分，漏选得1分，有错选0分）

④t7-t8 （或“t7到t8”）（2分） 降低温度（2分）

⑤ 2×10-9/(c-0.02) （3分）

【解析】

试题分析：（1）根据盖斯定律得由方法②制取氢气的热化学方程式可由已知中的反应得到，每生成1mol氢气放出的热量=①-②-③=（394-111-242）kJ=41kJ，1000g氢气的物质的量是500mol，所以制备l000g H2所放出的能量为500×41=20500kJ；

（2）①由表中数据可计算各物质的平衡浓度，所以T1的化学平衡常数K1=1.62×0.8/0.42=12.8，同理可计算T2的平衡常数K2=1.35，因为该反应是吸热反应，K1> K2，所以T1>T2

②反应进行到一半时，若按反应速率一直不变计算，1.5min时水蒸气的浓度是2mol/L-0.6mol/L=1.4mol/L,但是反应速率随反应的进行逐渐减小，前一半的反应速率大于后一半的反应速率，所以消耗水蒸气的浓度较大，则剩余水蒸气的浓度应小于1.4mol/L；

③A、平衡时氢气的正反应速率是二氧化碳逆反应速率的2倍，错误；B、该反应有固体参与，所以气体的质量一直在变，当达到平衡时气体的质量不再变化，容器的体积一直不变，所以当气体的密度不变时证明已达平衡状态，正确；C、气体的浓度之比符合化学计量数之比时 不能判断平衡是否到达，错误；D、混合气体的质量与气体的物质的量在未达平衡时一直在变，即气体的平均相对分子质量在变，平衡时混合气体的质量、物质的量均固定，混合气体的平均相对分子质量不再变化，正确，答案选BD；

④H2O (g)的平衡转化率最低，证明平衡一直逆向移动，t2～t4逆反应速率陡然增大后减小至不变，说明改变的一个条件是增大压强，平衡逆向移动；t4～t6逆反应速率陡然减小至不变，说明改变的条件是降低温度，平衡逆向移动；t6～t7逆反应速率先不变再逐渐增大至不变，说明改变的条件是又充入了水蒸气，虽然平衡正向移动，但水蒸气的转化率降低了，所以水蒸气的转化率最低的是t7-t8；t4时刻改变的条件是降低温度；

⑤混合溶液呈中性证明c（OH－）= c(H＋)=1×10-7mol/L，根据电荷守恒得c(Na+)=c(CH3COO-)=0.01mol/L，因为醋酸钠溶液呈碱性，现在溶液呈中性，说明醋酸过量，所以剩余醋酸的物质的量浓度是(c-0.02)/2mol/L，则产生的电离平衡常数K= c(H＋) c(CH3COO-)/ c(CH3COOH)= 2×10-9/(c-0.02)。

考点：考查化学平衡状态的判断，转化率的判断，对图像的分析，反应热效应的计算，混合溶液的计算