Question

短周期元素A、B、C、D、F原子序數(shù)依次增大．A是周期表中原子半徑最小的元素，B是形成化合物種類最多的元素，C是自然界含量最多的元素，D是同周期中金屬性最強(qiáng)的元素，F(xiàn)的負(fù)一價(jià)離子與C的某種氫化物分子含有相同的電子數(shù)．
（1）A、C、D形成的化合物中含有的化學(xué)鍵類型為

 

．
（2）已知：①F-F→2F；△H=+a kJ?mol^-1
②2A→A-A；△H=-b kJ?mol^-1
③F+A→AF；△H=-c kJ?mol^-1
寫出298K時(shí)，A₂與F₂反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

 

．
（3）在某溫度下、容積均為2L的三個(gè)密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫恒容，使之發(fā)生反應(yīng)：2A₂（g）+BC（g）?X（g）；△H=-aJ?mol^-1（a＞0，X為A、B、C三種元素組成的一種化合物）．初始投料與各容器達(dá)到平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

容  器	甲	乙	丙
初始投料	2molA2、1molBC	1molX	4molA2、2molBC
平衡時(shí)n（X）	0.5mol	n2	n3
反應(yīng)的能量變化	放出Q1kJ	吸收Q2kJ	放出Q3kJ
體系的壓強(qiáng)	P1	P2	P3
反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率	α1	α2	α3

①在該溫度下，假設(shè)容器甲從反應(yīng)開始到平衡所需時(shí)間為4min，則A₂的平均反應(yīng)速率v（ A₂）=

 

．
②該溫度下，反應(yīng)2A₂（g）+BC（g）?X（g） 的平衡常數(shù)K值為

 

．
③三個(gè)容器中的反應(yīng)分別達(dá)平衡時(shí)各組數(shù)據(jù)關(guān)系正確的是

 

（填序號(hào)）．
A．α₁+α₂=1  B．Q₁+Q₂=a       C．α₃＜α₁
D．P₃＜2P₁=2P₂  E．n₂＜n₃＜1.0mol   F．Q₃=2Q₁
④在其他條件不變的情況下，將甲容器的體系體積壓縮到1L，若在第8min達(dá)到新的平衡時(shí)A₂的總轉(zhuǎn)化率為75%，請(qǐng)?jiān)谌鐖D中畫出第5min 到新平衡時(shí)X的物質(zhì)的量濃度的變化曲線．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線

專題：化學(xué)平衡專題

分析：A是周期表中原子半徑最小的元素，即為H，B是形成化合物種類最多的元素，即為C，C是自然界含量最多的元素，即為O，D是同周期中金屬性最強(qiáng)的元素，即為Na，F(xiàn)的負(fù)一價(jià)離子與C的氫化物分子含有相同的電子數(shù)，即為Cl．
（1）氫氧化鈉中的成鍵情況確定化學(xué)鍵組成；
（2）根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法結(jié)合蓋斯定律來計(jì)算；
（3）①根據(jù)v=

△c

△t

來計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率；
②用三行式計(jì)算化學(xué)平衡常數(shù)；
③根據(jù)等效平衡知識(shí)借助極限轉(zhuǎn)化思想來回答判斷；
④根已知條件求出甲醇在5min和8min時(shí)的物質(zhì)的量濃度，然后再作圖即可．

解答： 解：A是周期表中原子半徑最小的元素，即為H，B是形成化合物種類最多的元素，即為C，C是自然界含量最多的元素，即為O，D是同周期中金屬性最強(qiáng)的元素，即為Na，F(xiàn)的負(fù)一價(jià)離子與C的氫化物分子含有相同的電子數(shù)，
即為Cl．
（1）A、C、D形成的化合物中含有的化學(xué)鍵類型為：離子鍵、共價(jià)鍵，故答案為：離子鍵、共價(jià)鍵；
（2）已知①Cl-Cl→2Cl；△H=+a kJ?mol^-1
②2H→H-H；△H=-b kJ?mol^-1
③Cl+H→HCl；△H=-c kJ?mol^-1
 所以H₂（g）+Cl₂（g）=2HCl（g）可以是①-②+③×2得到的，所以反應(yīng)的焓變△H=-（2c-a-b）kJ/mol，故答案為：H₂（g）+Cl₂（g）=2HCl（g）△H=-（2c-a-b）kJ/mol；
（3）①2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g）；
初始量：2         1       0
變化量：1        0.5      0.5
平衡量：1       0.5        0.5
在該溫度下，A₂的平均反應(yīng)速率v（ A₂）=

1mol 2L

4min

=0.125 mol?L^-1?min^-1，故答案為：0.125 mol?L^-1?min^-1；
②該溫度下，反應(yīng)2A₂（g）+BC（g）?X（g） 的平衡常數(shù)K=

0.5 2

( 1 2 )2× 0.5 2

=4mol^-2?L²，故答案為：4mol^-2?L²；
③A、投料2molH₂、1molCO和1molCH₄O建立的平衡是等效的，只是建立的方向不一樣，所以α₁+α₂=1，故A正確；
B、料2molH₂、1molCO和1molCH₃OH建立的平衡是等效的，反應(yīng)2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g）是放熱的，放出的熱量應(yīng)該是Q₁+Q₂=a，故B正確；
C、當(dāng)氫氣和一氧化碳的投料增加一倍，則壓強(qiáng)會(huì)增大，導(dǎo)致化學(xué)平衡正向移動(dòng)，移動(dòng)的結(jié)果是反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大，即α₃＞α₁，故C錯(cuò)誤；
D、投料2molH₂、1molCO和1molCH₃OH建立的平衡是等效的，所以P₁=P₂，當(dāng)氫氣和一氧化碳的投料增加一倍，則壓強(qiáng)應(yīng)是增大一倍，但是壓強(qiáng)增大，導(dǎo)致化學(xué)平衡正向移動(dòng)，移動(dòng)的結(jié)果是壓強(qiáng)比原來的2倍要小，即P₃＜2P₁=2P₂，故D正確；
E、當(dāng)氫氣和一氧化碳的投料增加一倍，能量變化數(shù)值理論上也應(yīng)該是原來的2倍，但是壓強(qiáng)引起化學(xué)平衡正向，而正向放熱，結(jié)果使得Q₃＞2Q₁，故E錯(cuò)誤．
選ABD．
④將甲容器的體系體積壓縮到1L，若在第8min 達(dá)到新的平衡時(shí)，
        2H₂（g）+CO（g）?CH₄O（g）
初始量：2        1        0
變化量：1.5      0.75      0.75
平衡量：0.5      0.25     0.75
所以達(dá)到平衡時(shí)，甲醇的物質(zhì)的量濃度是0.75mol/L，在第5min時(shí)，由于體積減半，所以甲醇的濃度應(yīng)該加倍，即為0.25mol/L×2=0.5mol/L，所以5-8min內(nèi)，甲醇的物質(zhì)的量濃度從0.5mol/L升高到0.75mol/L，如圖所示：







，故答案為：








．

點(diǎn)評(píng)：本題涉及化學(xué)平衡的建立、等效平衡以及化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算等知識(shí)，屬于綜合知識(shí)的考查，難度大，要求學(xué)生具有分析和解決問題的能力．