7．(2009·黄冈模拟)在体积恒定的密闭容器中，充入 3 mol A和1 mol B发生反应：3A(g)+B(g)xC(g)，达到平衡后，C在平衡混合气体中的体积分数为φ.若维持温度不变，按1.2 mol A、0.4 mol B、0.6 mol C为起始物质，达到平衡后压强不变，C的体积分数仍为φ，则x值是

(　)

A．2　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．1

C．3　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．4

解析：本题的条件是恒容装置，现在起始物质不同物质的量的前提下要求达到平衡时C物质的体积分数φ相等且压强不变，压强不变即物质的量不变，因此属于“等同平衡”，必须用回归定值法，即1.2 mol+3×0.6 mol/x＝3 mol, 0.4 mol+0.6 mol/x＝1 mol，解得x＝1.

答案：B

6．反应aA(g)+bB(g)cC(g)　ΔH＝Q kJ/mol，生成物C的质量分数与压强p和温度的关系如下图，方程式中的化学计量数和Q值符合图象的是

(　)

A．a+b<c　Q>0　 　　　　　　　　　 B．a+b>c　Q<0

C．a+b<c　Q<0　 　　　 　　　　　　 D．a+b＝c　Q>0

解析：由温度-时间图象判断，T₂>T₁(因为温度越高，反应速率越快，达到平衡所需时间越短)，从T₁→T₂，即升温，C%降低，则正反应为放热反应，即Q<0；由压强-时间图象判断，p₂>p₁(因为压强越大，反应速率越快，达到平衡所需时间越短)，从p₁→p₂，加压，C%降低，平衡逆向移动，即逆反应是气体体积缩小的反应，则有a+b<c，故选C.

答案：C

5．将H₂(g)和Br₂(g)充入恒容密闭容器，恒温下发生反应H₂(g)+Br₂(g)2HBr(g)　ΔH<0，平衡时 Br₂(g)的转化率为a；若初始条件相同，绝热下进行上述反应，平衡时Br₂(g)的转化率为b.a与b的关系是

(　)

A．a>b　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．a＝b

C．a<b　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．无法确定

解析：该反应为放热反应，所以在绝热条件下，随着反应的进行，体系温度升高，与恒温下的平衡相比，因为绝热条件下的温度高，平衡左移，因此a>b.

答案：A

4．下列关于判断过程的方向的说法正确的是

(　)

A．所有自发进行的化学反应都是放热反应

B．高温高压下可以使石墨转化为金刚石是自发的化学反应

C．由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程

D．同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同

解析：自发进行只能用来判断过程的方向，而不能判断反应的热效应，A项错；高温高压的条件下，低能量的石墨转化为高能量的金刚石，是一个非自发的化学反应，B项错；同一物质的固、液、气三种状态中，气态的混乱度最大，熵值最大，D项错．

答案：C

3．高温下，某反应达到平衡，平衡常数K＝.恒容时，温度升高，H₂浓度减小．下列说法正确的是

(　)

A．该反应的焓变为正值

B．恒温恒容下，增大压强，H₂浓度一定减小

C．升高温度，逆反应速率减小

D．该反应的化学方程式为CO+H₂OCO₂+H₂

解析：由题中平衡常数的表达式可知该反应为：CO₂(g)+H₂(g) 　CO(g)+H₂O(g)，D项错误；升高温度，H₂浓度减小，说明平衡向右移动，该反应的正反应为吸热反应，A项正确；该反应为反应前后气体体积不变的反应，增大压强对该反应的平衡无影响，增大压强氢气浓度相应增大，B项错误；对任何反应来说，升高温度反应速率都增大，C项错误．

答案：A

2．硝酸生产工艺中，在吸收塔里发生如下反应：3NO₂+H₂O2HNO₃+NO(正反应为放热反应)，为提高NO₂的转化率，理论上应该采取的措施是

(　)

A．减压　　　　　　　 B．增压

C．升温　 　　　　　　　　　　　　　　　　 D．加催化剂

解析：该反应为气体体积减小的反应，且放热，为提高NO₂的转化率，可采用增大压强或降低温度的方法．

答案：B

1．将固体NH₄I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：

①NH₄I(s)NH₃(g)+HI(g)

②2HI(g)H₂(g)+I₂(g)

达到平衡时，c(H₂)＝0.5 mol/L，c(HI)＝4 mol/L，则此温度下反应①的平衡常数为

(　)

A．9　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．16　

C．20　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．25

解析：根据题意

　　　　　　　 2HI(g)H₂(g)+I₂(g)

平衡浓度：4 mol/L　　 0.5 mol/L

起始浓度：c(HI)＝平衡量+变化量

＝4 mol/L+0.5 mol/L×2＝5 mol/L

则c(NH₃)＝c(HI)_起始浓度＝5 mol/L

根据平衡常数定义：K＝c(NH₃)·c(HI)

＝5 mol/L×4 mol/L＝20 (mol/L)²，故C项正确．

答案：C

22．(10分)T℃时，有甲、乙两个密闭容器，甲容器的体积为1 L，乙容器的体积为2 L，分别向甲、乙两容器中加入6 mol A和3 mol B，发生反应如下：3A(g)+bB(g)3C(g)+2D(g)　ΔH<0; 4 min时甲容器内的反应恰好达到平衡，A的浓度为2.4 mol/L，B的浓度为1.8 mol/L; t min时乙容器内的反应达平衡，B的浓度为0.8 mol/L.根据题给信息回答下列问题：

(1)甲容器中反应的平均速率v(B)＝________，化学方程式中计量数b＝________.

(2)乙容器中反应达到平衡时所需时间t________4 min(填“大于”、“小于”或“等于”)，原因是______________________________．

(3)T℃时，在另一个体积与乙相同的丙容器中，为了达到平衡时B的浓度仍然为0.8 mol/L，起始时，向丙容器中加入C、D的物质的量分别为3 mol、2 mol，则还需加入A、B的物质的量分别是________、________.

(4)若要使甲、乙容器中B的平衡浓度相等，可以采取的措施是________．

A．保持温度不变，增大甲容器的体积至2 L

B．保持容器体积不变，使甲容器升高温度

C．保持容器压强和温度都不变，向甲中加入一定量的A气体

D．保持容器压强和温度都不变，向甲中加入一定量的B气体

(5)写出平衡常数表达式K＝________，并计算在T℃时的化学平衡常数K＝________.

解析：　　　3A(g)+bB(g)3C(g)+2D(g)　ΔH<0

起始浓度(mol/L)　 　　6　 　　3　 　　　0　 　　0

转化浓度(mol/L)　 　　3.6　 　1.2　 　　　3.6　 　　2.4

平衡浓度(mol/L)　 　　2.4　 　1.8　 　　　3.6　 　　2.4

(1)甲容器中反应的平均速率v(B)＝Δc/t＝0.3 mol/(L·min)，化学反应中各物质的物质的量之比等于化学方程式计量数之比，所以3∶b＝3.6∶1.2，所以b＝1.

(2)甲、乙容器中投入的A、B物质的量相等，但乙的体积是甲的2倍，所以乙中反应物的浓度小，反应速率小；并且达到平衡时，乙容器中B的剩余物质的量少，即乙容器中反应程度大，所以乙容器达到平衡所需时间大于甲容器，即大于4 min.

(3)本题属于等效平衡问题，在恒温、恒容条件下，要使乙容器达到平衡后，B的浓度仍然为0.8 mol/L，则丙和乙是等效平衡．处理的方法是：如果根据化学方程式中计量数之比换算到同一边时，反应物(或生成物)中同一组分的物质的量完全相同，则互为等效平衡．将3 mol C、2 mol D，按化学方程式计量数折算到左边，则A为3 mol，B为1 mol，要和乙容器中的6 mol A和3 mol B相同，还需要加入3 mol A和2 mol B.

(4)通过分析甲、乙容器中B的物质的量浓度，可知B中反应程度大，要使甲、乙容器中B的平衡浓度相等，需使甲的平衡向右移动；根据化学反应的特点，可以采取减压、降温，或则增加反应物A，所以A、C项符合要求．

(5)根据(1)中求出的b＝1，可知化学反应方程式为：3A(g)+B(g)3C(g)+2D(g)，平衡常数的表达式为：K＝，将各物质的平衡浓度代入上式可得：

K＝＝10.8 mol/L.

答案：(1)0.3 mol/(L·min)　1

　(2)大于　乙容器的体积大于甲容器的体积，浓度减小 ，反应速率减慢，达平衡所需时间长

(3)3 mol　2 mol　(4)AC

(5)　10.8 mol/L

21．(12分)(1)控制变量是科学研究中的重要研究方法，其基本思路是，在实验研究中人为只改变一个因素(调节变量)，其他因素保持相同，观察测定因调节变量改变而改变的因素(因变量)，从而分析得到研究结论．中学化学中应用控制变量的方法研究问题的例子很多．请分析或设计：

①在研究浓度对化学反应速率的影响时，教材安排了利用Na₂S₂O₃与H₂SO₄反应的一组对照实验(Na₂S₂O₃+H₂SO₄Na₂SO₄+S↓+SO₂↑+H₂O)

在三个烧杯(底部有黑色“十”字标记)内分别加入表中所示体积的三种液体，搅拌并开始计时，到出现浑浊使烧杯底部“十”字看不见时停止计时．比较所需时间，得出浓度对化学反应速率影响的结论．实验中，温度和反应体系中硫酸浓度是保持相同的因素，调节变量是________，因变量是________．

②运用控制变量原理设计实验，利用纯碱溶液探究温度对盐的水解的影响，简述实验方法：______________________________________________________________________________________.

(2)373 K时，H₂PO与OH^－发生如下反应：

H₂PO+OH^－HPO+H₂O

反应结果如下表所示：

如果用v＝kc^m(H₂PO)·cⁿ(OH^－)表示反应速率(k为与浓度无关的常数)

①k＝________， m＝________， n＝________.

②若c(H₂PO)的起始浓度为0.20 mol/L, c(OH^－)的起始浓度为1.50 mol/L，则反应速率v＝____________.

解析：(1)实验改变的条件是Na₂S₂O₃和水用量相对大小，故调节变量是Na₂S₂O₃溶液的浓度，因变量是反应所需时间．利用控制变量原理设计实验探究温度对水解反应的影响，则控制变量是温度，因变量是水解程度大小，可用加入指示剂通过溶液颜色深浅来表示或用pH表示．

(2)①OH^－的浓度均为1.00 mol/L时，

H₂PO的浓度由0.10→0.50，浓度变为原来的5倍，反应速率由3.2×10^－5→1.60×10^－4，即反应速率变为原来的5倍，因此m＝1；同理H₂PO的浓度均为0.50 mol/L时，OH^－的浓度由1.00→4.00，浓度变为原来的4倍，反应速率由1.60×10^－4→2.56×10^－3，即反应速率变为原来的16＝4²倍，因此n＝2.

利用第一组数据有：3.2×10^－6＝k·(0.10)¹×(1.00)²，所以k＝3.2×10^－4

②此时，v＝3.2×10^－4 mol/(L·s)×(0.20 mol/L)×(1.50mol/L)²＝1.44×10^－4 mol/(L·s)

答案：(1)①Na₂S₂O₃溶液的浓度　所需时间

②取三支试管各放同浓度同体积的纯碱溶液，滴1-2滴酚酞试液，第一支不加热，第二支加热至t₁℃，第三支加热至t₂℃，观察三支试管中溶液的颜色深浅，温度越高，颜色越深，说明碱性越强，则水解程度越大(其他合理答案均给分，例如不同温度下测定同浓度同体积纯碱溶液的pH)

(2)①3.2×10^－4　1　2

②1.44×10^－4mol/(L·s)

20．(10分)物质在制取或配制成溶液时往往应用化学平衡的知识．

(1)钾是一种活泼的金属，工业上通常用金属钠和氯化钾在高温下反应制取．该反应为：Na(l)+KCl(l)NaCl(l)+K(g)　ΔH>0，该反应的平衡常数可表示为：K＝c(K)，各物质的沸点与压强的关系见下表.

①在常压下金属钾转变为气态从反应混合物中分离的最低温度约为________，而反应的最高温度应低于________．

②常压下，当反应温度升至900℃时，该反应的平衡常数可表示为：K＝________.

(2)实验室中配制碘水，往往是将I₂溶于KI溶液中，这样就可以得到浓度较大的碘水，主要是因为发生了反应：I₂(aq)+I^－I

上述平衡体系中，I的物质的量浓度c(I)与温度T的关系如图所示(曲线上的任何一点都表示平衡状态)．

①通过分析上图，该反应的正反应为________反应(填“吸热”或“放热”)．

②在T₁、D状态时，v_正________v_逆(填“>”“<”或“＝”)．

解析：(1)①由于钠的金属性比钾弱，所以要制取钾，应该利用影响化学平衡的条件，使平衡向正反应方向移动．在常压下金属钾转变为气态从反应混合物中分离的最低温度应等于钾的沸点，最高温度应低于钠的沸点．

②当温度升至900℃时，钠也为气态，故上述反应可表示为：Na(g)+KCl(l)NaCl(l)+K(g)，故其平衡常数为K＝.

(2)①由图可知，升高温度，c(I)降低，说明平衡逆向移动 ，则正反应为放热反应．

②T₁、D状态时，还未达到平衡，而可逆反应最终都要达到平衡状态，所以必须增大c(I)才能达到平衡状态，即反应正向进行，v_正>v_逆；

答案：(1)①770℃　890℃　②

(2)①放热　②>