在10L恒容密閉容器中充入X(g)和Y(g),發(fā)生反應(yīng)X(g)+Y(g) M(g)+N(g)
所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:
實(shí)驗(yàn)編號(hào) | 溫度/℃ | 起始時(shí)物質(zhì)的量/mol | 平衡時(shí)物質(zhì)的量/mol | |
n(X) | n(Y) | n(M) | ||
① | 700 | 0.40 | 0.10 | 0.090 |
② | 800 | 0.10 | 0.40 | 0.080 |
③ | 800 | 0.20 | 0.30 | a |
④ | 900 | 0.10 | 0.15 | b |
回答下列問(wèn)題:
(1)實(shí)驗(yàn)①中,若5min時(shí)測(cè)得,n(M)=0.050mo1, 則0至5min時(shí)間內(nèi),用N表示的平均反應(yīng)速率為_(kāi)_______。
(2)實(shí)驗(yàn)③平衡常數(shù)為_(kāi)__________,該正反應(yīng)為_(kāi)___________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)
(3)能說(shuō)明上述反應(yīng)一定達(dá)到平衡的條件是_______________________。
A. c(Y)= c(N) B.平均分子量不再變化
C. v正(X) =v逆(M) D.溫度和壓強(qiáng)一定時(shí),混合氣體的密度不再變化
(4)實(shí)驗(yàn)③中,達(dá)到平衡時(shí),X的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)________________________。
(5)實(shí)驗(yàn)③、④中,達(dá)到平衡時(shí),a與b的關(guān)系為_(kāi)_________(填選項(xiàng)),請(qǐng)解釋原因________________。
A. a>2b B. a=2b C.b<a<2b D.a<b
(6)圖是實(shí)驗(yàn)①中c(M)隨時(shí)間變化的曲線圖,請(qǐng)?jiān)趫D中畫出實(shí)驗(yàn)②中c(M)隨時(shí)間變化的曲線圖。
【知識(shí)點(diǎn)】化學(xué)平衡常數(shù)和化學(xué)平衡的移動(dòng)G1 G2 G4
【答案解析】(1)0.001mol·L-1·min-1 (2分,數(shù)值對(duì)單位不寫扣1分)
(2)1 (2分) 放熱(1分)
(3)C (2分)
(4)60% (2分)
(5)A(1分) 若溫度不變,則b = a /2,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),故b <a /2,即a > 2b(2分)
(6)(2分)(曲線②達(dá)平衡時(shí)間小于t1且c(M)=0.008才得分)
解析:(1)實(shí)驗(yàn)①中,若5min時(shí)測(cè)得n(M)=0.050mol,濃度是0.0050mol/L,則根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式可知,同時(shí)生成的N的物質(zhì)的量也是0.0050mol/L ,因此0至5min時(shí)間內(nèi),用N表示的平均反應(yīng)速率υ(N)=0.0050mol/L ÷5min=0.001mol·L-1·min-1 ,
實(shí)驗(yàn)③與實(shí)驗(yàn)②溫度相同,所以實(shí)驗(yàn)③平衡常數(shù)與實(shí)驗(yàn)②中平衡常數(shù)相同,平衡時(shí)M的濃度是0.0080mol/L,則同時(shí)生成的N的濃度是0.0080mol/L,消耗X與Y的濃度均是0.0080mol/L,因此平衡時(shí)X和Y的濃度分別為0.01mol/L-0.0080mol/L=0.002mol/L,0.04mol/L-0.0080mol/L=0.032mol/L,因此反應(yīng)的平衡常數(shù)k=;相同方法計(jì)算①的平衡常數(shù)k=,可見(jiàn)升溫平衡常數(shù)減小,即平衡左移,正反應(yīng)為放熱反應(yīng);
(3)A. c(Y)= c(N)不能說(shuō)明正逆速率相等,不能說(shuō)明反應(yīng)一定達(dá)到平衡 ;B.反應(yīng)物生成物全是氣體,且反應(yīng)前后物質(zhì)的量不變,無(wú)論平衡是否移動(dòng)平均分子量都不變化,不能說(shuō)明反應(yīng)一定達(dá)到平衡;
C. v正(X) =v逆(M) ,能說(shuō)明反應(yīng)一定達(dá)到平衡 ; D.溫度和壓強(qiáng)一定時(shí),無(wú)論平衡是否移動(dòng)混合氣體的密度都不變化,不能說(shuō)明反應(yīng)一定達(dá)到平衡 ;只有C符合題意。
設(shè)實(shí)驗(yàn)③中,達(dá)到平衡時(shí),X減小的濃度為x
X(g) + Y(g) M(g)+N(g)
開(kāi)始 0.02mol/L 0.03mol/L 0 0
x x x x
平衡0.02mol/L-x 0.03mol/L-x x x
代入平衡常數(shù)表達(dá)式,利用k=1,解得x=0.012mol/L,X的轉(zhuǎn)化率為
實(shí)驗(yàn)③、④中,若溫度不變構(gòu)成等效平衡,則b = a /2,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),故b <a /2,即a>2b 。
根據(jù)升高溫度反應(yīng)速率加快,實(shí)驗(yàn)②中應(yīng)該先達(dá)平衡,平衡時(shí)M的濃度為0.008mol/L,滿足以上兩點(diǎn)畫圖即可。
【思路點(diǎn)撥】本題考查了化學(xué)平衡常數(shù)和化學(xué)平衡的移動(dòng),運(yùn)用同一溫度下化學(xué)平衡常數(shù)不變可以順利解決問(wèn)題。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
下列關(guān)于某溶液所含離子檢驗(yàn)的方法和結(jié)論正確的是
A.加入碳酸鈉溶液產(chǎn)生白色沉淀,再加鹽酸白色沉淀消失,說(shuō)明有Ca2+
B.通入少量Cl2后,溶液變?yōu)辄S色,再加入淀粉溶液后,溶液變藍(lán),說(shuō)明有I
C.加入鹽酸產(chǎn)生能使澄清灰水變渾濁的氣體,原溶液中一定有CO3或SO
D.往溶液中加入BaCl2溶液和稀HNO3,有白色沉淀生成,說(shuō)明一定有SO
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
澳大利亞科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了純碳新材料“碳納米泡沫”,每個(gè)泡沫含有約4000個(gè)碳原子,直徑約6到9nm,在低于-183℃時(shí),泡沫具有永久磁性,下列敘述正確的是
A.“碳納米泡沫”與石墨互為同位素
B.把“碳納米泡沫”分散到適當(dāng)?shù)娜軇┲校墚a(chǎn)生丁達(dá)爾現(xiàn)象
C.“碳納米泡沫”是一種新型的碳化合物
D.“碳納米泡沫”和金剛石的性質(zhì)相同
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
下列實(shí)驗(yàn)操作或裝置(略去部分夾持儀器)正確的是
A.圖①為配制溶液 B.圖②為除去CO中的CO2氣體
C.圖③為制備乙酸乙酯 D.圖④為制取收集干燥氨氣
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
寫出符合要求的化學(xué)方程式或離子方程式:
(1)實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳和濃鹽酸制備氯氣的離子方程式_______________________________。
(2)用苯制備硝基苯的化學(xué)方程式____________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
容量瓶是用來(lái)配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液的定量?jī)x器,其上標(biāo)有①溫度、②濃度、
③容量、④壓強(qiáng)、⑤刻度線、⑥酸式或堿式這六項(xiàng)中的 ( )
A.②④⑥ B.③⑤⑥
C.①②④ D.①③⑤
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
相同條件,相同物質(zhì)的量的各種氣體的體積相同,其主要原因是 ( )
A.粒子大小相同 B.粒子質(zhì)量相同
C.粒子間距離相同 D.粒子間作用力相同
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
主碳鏈為四個(gè)碳原子的某種烷烴有兩種同分異構(gòu)體,與它同碳原子數(shù)且主碳鏈也為四個(gè)碳原子的烯烴的同分異構(gòu)體(不考慮順?lè)串悩?gòu))數(shù)目為( )
A.2種 B.3種
C.4種 D.5種
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