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在某温度下、容积均为2L的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温恒容,使...

在某温度下、容积均为2L的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温恒容,使之发生反应:2A2(g)+BC(g)X(g)  △H=-dkJ·mol-1(d>0,X为A、B、C三种元素组成的一种化合物)。初始投料与各容器达到平衡时的有关数据如下:

实验

初始投料

2 molA2、1 molBC

1 molX

4 molA2、2 molBC

平衡时n(X)

0.5mol

n2

n3

反应的能量变化

放出Q1kJ

吸收Q2kJ

放出Q3kJ

体系的压强

P1

P2

P3

反应物的转化率

α1

α2

α3

(1)在该温度下,假设甲容器从反应开始到平衡所需时间为4 min,则该时间段内A2的平均反应速率v(A2)            

(2)该温度下此反应的平衡常数K的值为          

(3)三个容器中的反应分别达平衡时各组数据关系正确的是       (填序号)。

A.α1+α2=1

B.Q1+Q2=d

C.α3<α1

D.P3<2P1=2P2

E.n2<n3<1.0mol

F.Q3=2Q1

(4)在其他条件不变的情况下,在第5min将甲容器的体系体积压缩到1L,若在第8min达到新的平衡时A2的总转化率为65.5%,请在下图中画出第5min到新平衡时X的物质的量浓度的变化曲线。

 

 

(1)0.125mol·L-1·min-1(2分) (2)4(2分) (3)ABD(3分) (4)   【解析】 试题分析:有关化学平衡、化学反应速率的图表题一直是高考考查的热点,解答此类题时,一般采用“看特点,识图表,想原理,巧整合”四个步骤。 (1)由题可知 2A2(g)+BC(g)X(g) 初始量: 2 1 0 变化量: 1 0.5 0.5 平衡量: 1 0.5 0.5 在该温度学案,A2的平均反应速率v(A2)=1mol/2L/4min=0.125mol·L-1·min-1,故答案为:0.125mol·L-1·min-1 (2)该温度下,反应2A2(g)+BC(g)X(g)的平衡常数K=0.5/2/[(1/2)2*(0.5/2)]=4mol-2·L2,故答案为4mol-2·L2 (3)A、投料2molA、1molBC和1molX建立的平衡是等效的,只是建立的方向不一样,所以α1+α2=1,A正确;B、投料2molA、1molBC和1molX建立的平衡是等效的,反应A2(g)+BC(g)X(g)是放热的,放出的热量应该是应该是Q1+Q2=d,B正确;C、当A和BC的投料增加一倍,则压强会增大,导致化学平衡正向移动,移动的结果是反应物的转化率增大,即α3>α1,C错误;D、投料2molA、1molBC和1molX建立的平衡是等效的,所以P1=P2,,当A和BC的投料增加一倍,则压强会增大一倍,但是压强增大,导致化学平衡正向移动,移动的结果是压强比原来的2被要小,即P3<2P1=2P2 ,故D正确;E、由D中分析可知,n2=0.5,n3>1.0mol,故E错误;F、当A和BC的投料增加一倍,能量变化数值理论上也应该是原来的2倍,但是压强引起化学平衡正向,而正向放热,结果使得Q3>2Q1,故F错误。选ABD. (4)将甲容器的体系体积压缩到1L,若在第8min达到新的平衡时, 2A2(g)+BC(g)X(g) 初始量: 2 1 0 变化量: 1.5 0.75 0.75 平衡量: 0.5 0.25 0.75 所以达到平衡时,X的物质的量浓度时0.75mol/L,在第5min时,由于体积减半,所以X的浓度应该加倍,即为0.25mol/L*2=0.5mol/L,所以5-8min内甲醇的物质的量浓度从0.5mol/L升高到0.75mol/L,如题所示 考点:化学平衡的建立、等效平衡以及化学平衡的有关计算  
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考点分析:
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甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料。工业上可利用COCO2来生产燃料甲醇已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:

化学反应

平衡常数

温度(℃)

500

800

①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)

K1

2.5

0.15

②H2(g)+CO2(g) H2O (g)+CO(g)

K2

1.0

2.50

③3H2(g)+ CO2(g) CH3OH(g)+H2O (g)

K3

 

 

 

(1)反应②是            吸热放热”)反应。

(2)某温度下反应①中H2的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系如图所示。则平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)            K(B)(填“>”、“<”或“=”)。

(3)500℃ K3=             反应③△H           0(“>”“=”“<”)

500℃2L的密闭容器中进行反应③,测得某时刻H2、CO2 CH3OH、H2O的物质的量分别为6mol、2 mol、10 mol、10 mol,此时v(正)            v(逆) “>”“=”“<”)

(4)一定温度下,在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②,已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如图所示,若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是                  。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是               

 

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某化学兴趣小组在一次实验探究中发现,向草酸溶液中逐滴加入高锰酸钾溶液时,溶液褪色先慢后快,即反应速率由小变大。小组成员为此“异常”现象展开讨论,猜想造成这种现象的最可能原因有两种,并为此设计实验进行探究验证。

猜想Ⅰ:此反应过程放热,温度升高,反应速率加快;

猜想Ⅱ:……。

【实验目的】探究草酸与高锰酸钾反应的速率变化“异常”原因

【实验用品】仪器:试管、胶头滴管、量筒、药匙、玻璃棒等;

试剂:0.1mol/L H2C2O4溶液、0.05mol/L KMnO4(硫酸酸化)溶液等。

请你根据该兴趣小组的实验探究设计思路,补充完整所缺内容。

(1)草酸(H2C2O4弱酸)与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为(已知:MnO4_还原产物是Mn2+                     

(2)要完成对猜想Ⅰ的实验验证,至少还需要一种实验仪器是              

(3)猜想Ⅱ可能是               。要设计实验验证猜想Ⅱ, 进行该实验还要补充一种试剂及一种仪器,分别是             

(4)基于猜想Ⅱ成立,设计方案进行实验,请完成以下实验记录表内容。

 

试管A

试管B

加入试剂

 

 

(预期)实验现象

(褪色时间)

 

 

结论

猜想Ⅱ正确

 

 

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实验室利用如图装置进行中和热的测定。回答下列问题:

⑴该图中有两处实验用品未画出,它们是                       

⑵在操作正确的前提下提高中和热测定的准确性的关键是:                  

⑶如果用0.5mol/L的盐酸和氢氧化钠固体进行实验,则实验中所测出的“中和热△H”将           (填“偏大”、“偏小”、“不变”)原因是                  

 

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(1)在101 kPa时,足量H2在1 mol O2中完全燃烧生成2 mol液态水,放出571.6 kJ的热量,H2的燃烧热△H=             ,表示H2燃烧热的热化学方程式为                

(2)1.00 L 1.00 mol·L-1硫酸与2.00 L 1.00 mol·L-1 NaOH溶液完全反应,放出114.6 kJ的热量,该反应的中和热△H=           ,表示其中和热的热化学方程式为                    

 

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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:下列判断正确的是( 

A. 反应①的正反应是吸热反应

B. 达平衡(Ⅰ)时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为14:15

C. 达平衡(Ⅰ)时,X的转化率为

D. 在平衡(Ⅰ)和平衡(Ⅱ)中,M的体积分数相等

 

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