19.某實驗組為研究“不同條件”對化學平衡的影響情況,進行了如下實驗:一定條件下,向一個密閉容器中加入0.30molX、0.10molY和一定量的Z三種氣體,甲圖表示發(fā)生反應后各物質濃度(c)隨時間(t)的變化〔其中t0~t1階段c(Z)未畫出〕.乙圖表示化學反應速率(v)隨時間(t)的變化,四個階段都只改變一種條件(催化劑、溫度、濃度、壓強,每次改變條件均不同),已知t3~t4階段為使用催化劑.

回答下列問題:
(1)若t1=5min,則t0~t1階段以X濃度變化表示的反應速率為v(X)=0.018mol•L-1•min-1
(2)在t2~t3階段Y的物質的量減小,則此階段開始時v<v(填“>”、“=”或“<”).
(3)t4~t5階段改變的條件為減小壓強,此階段的平衡常數(shù)K=2.8.
(4)t5~t6階段容器內Z的物質的量共增加0.10mol,在反應中熱量變化總量為a kJ,寫出該反應的熱化學方程式3X(g)2Y(g)+Z(g)△H=-10akJ/mol.在乙圖Ⅰ~Ⅴ處平衡中,平衡常數(shù)最大的是Ⅴ.
(5)若起始實驗條件不變,重新向該容器中加入0.60mol X、0.20mol Y和0.080mol Z,反應至平衡狀態(tài)后X的轉化率=60%.

分析 (1)由圖象計算X的濃度變化,根據(jù)反應速率v(X)=$\frac{△c(X)}{△t}$計算;
(2)t4~t5階段正逆反應速率減小且相等,如果是降低溫度,平衡移動發(fā)生移動,則正逆反應速率不相等;根據(jù)Y、X濃度的變化判斷二者計量數(shù)關系,根據(jù)t4~t5階段判斷化學方程式;由圖乙可知t2時增大了某一物質的濃度,已知t2-t3階段,Y的體積分數(shù)變小,則增大了Z的濃度,根據(jù)平衡移動來判斷正逆反應速率的關系;
(3)由(2)分析可知t4~t5階段改變的條件為減小壓強,此時平衡常數(shù)不變;
(4)計算生成1molZ反應的熱量變化,結合方程式書寫熱化學方程式;降溫時平衡正向移動,平衡常數(shù)增大;
(5)根據(jù)平衡常數(shù)不變計算重新達到平衡時各組分的濃度,計算X的減小量,即可計算X的轉化率.

解答 解:(1)圖甲中t0~t1階段X濃度變化為0.15mol/L-0.06mol/L=0.09mol/L,X濃度變化表示的反應速率為v(X)=$\frac{△c(X)}{△t}$=$\frac{0.09mol/L}{5min}$=0.018 mol•L-1•min-1,
故答案為:0.018 mol•L-1•min-1;
(2)t3~t4階段與t4~t5階段正逆反應速率都相等,而t3~t4階段為使用催化劑,如果t4~t5階段改變的條件為降低反應溫度,平衡移動發(fā)生移動,則正逆反應速率不相等,則t4~t5階段應為減小壓強;反應中X的濃度變化為0.15mol/L-0.06mol/L=0.09mol/L,Y的濃度變化為0.11mol/L-0.05mol/L=0.06mol/L,反應中X與Y的計量數(shù)之比為0.09:0.06=3:2,則該反應中氣體的化學計量數(shù)之和前后相等,則有:3X(g)?Z(g)+2Y(g),
由圖乙可知t2時增大了某一物質的濃度,已知t2-t3階段,Y的體積分數(shù)變小,則增大了Z的濃度,增大Z的濃度平衡向逆方向移動,所以v正小于v逆;
故答案為:<;
(3)由(2)分析知t4~t5階段改變的條件為減小壓強,t2~t3階段為增加組分濃度,t5~t6階段正逆反應速率均有突變,為改變溫度,所以t4~t5階段的平衡常數(shù)等于t2~t3階段的平衡常數(shù)K=$\frac{c(Z)•c(Y)^{2}}{c(X)^{3}}$=$\frac{0.05mol/L×(0.11mol/L)^{2}}{(0.06mol/L)^{3}}$=2.8,
故答案為:減小壓強;2.8;
(4)t5~t6階段容器內Z的物質的量共增加0.10mol,在反應中熱量變化總量為a kJ,則生成1molZ,熱量變化為10a kJ,由于降溫Z的量增加,正反應為放熱反應,
所以該反應的熱化學方程式3X(g)2Y(g)+Z(g)△H=-10a kJ/mol.降溫時平衡正向移動,平衡常數(shù)增大,所以Ⅴ時平衡常數(shù)最大,
故答案為:3X(g)2Y(g)+Z(g)△H=-10a kJ/mol;Ⅴ;
(5)3X(g)2Y(g)+Z(g)
起始量(mol)0.6          0.2     0.08
變化量(mol)3a           2a       a
平衡量(mol)0.6-3a       0.2+2a   0.08+a
則平衡常數(shù)K=$\frac{(\frac{0.2+2a}{V})^{2}×(\frac{0.08+a}{V})}{(\frac{0.6-3a}{V})^{3}}$=2.8,a=0.12,反應至平衡狀態(tài)后X的轉化率=$\frac{3×0.12mol}{0.6mol}×100%$=60%,
故答案為:60%.

點評 本題考查化學平衡移動圖象題,題目難度較大,注意從乙圖判斷各階段的影響因素,此為解答該題的關鍵,易錯點為各階段影響因素.

練習冊系列答案
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

2.非諾洛芬是一種治療類風濕性關節(jié)炎的藥物,可通過以下方法合成:

請回答下列問題:
(1)非諾洛芬的分子式為C15H14O3;其所含氧官能團的名稱是羧基、醚鍵.
(2)反應①中加入的試劑X的分子式為C8H8O2,X的結構簡式為
(3)在上述五步反應中,屬于取代反應的是①③④(填序號).
(4)B的一種同分異構體Q滿足下列條件:
Ⅰ.能發(fā)生銀鏡反應,其水解產物之一能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應.
Ⅱ.分子中有6種不同化學環(huán)境的氫,且分子中含有兩個苯環(huán).
寫出Q的結構簡式:
(5)按如圖路線,由D可合成高聚物H:D$→_{△}^{NaOH/C_{2}H_{5}OH}$G$\stackrel{一定條件}{→}$H
D→G、G→H的反應類型分別為消去反應、加聚反應;
G→H的化學方程式為
(6)根據(jù)已有知識并結合相關信息,在下面方框內寫出以為原料制備的合成路線流程圖(無機試劑任用).合成路線流程圖示例如下:H2C=CH2$→_{催化劑}^{H_{2}O}$CH3CH2OH$→_{濃硫酸△}^{CH_{3}COOH}$CH3COOC2H5

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科目:高中化學 來源: 題型:計算題

3.將物質的量均為2mol的X、Y混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應:3X(g)+Y(g)?mZ(g)+2P(g),經5min后,測得P的濃度為0.5mol•L-1,Z的平均反應速率是0.1mol/(L•min),求:
(1)m的值;  
(2)Y的平均反應速率;
(3)X的轉化率; 
(4)容器中反應開始與5min時的壓強比.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

7.(1)下列四種溶液:①100mL 0.1mol/L H2SO4溶液;②100mL 0.15mol/L HCl溶液;③100mL 0.2mol/L CH3COOH溶液;④200mL 0.1mol/L CH3COOH溶液.回答:
其中pH最小的是①(填序號,下同),由水電離的H+濃度最大的是④,與足量的Zn反應,生成H2最少的是②;①和③分別與100mL 0.2mol/LNaOH溶液反應,放出熱量少的是③,理由是CH3COOH電離吸熱.
(2)實驗室中有一未知濃度的稀鹽酸,某學生用0.10mol/LNaOH標準溶液進行測定鹽酸的濃度的實驗.該學生取20.00mL待測稀鹽酸溶液放入錐形瓶中,并滴加2~3滴酚酞作指示劑,用NaOH標準溶液進行滴定.滴定達到終點的標志是后一滴NaOH溶液加入,溶液由無色恰好變成淺紅色且半分鐘內不褪色;
(3)在上述實驗中,下列操作(其他操作正確)會造成測定結果偏高的有D.(填字母序號)
A.滴定終點讀數(shù)時俯視
B.酸式滴定管使用前,水洗后未用待測鹽酸溶液潤洗
C.錐形瓶水洗后未干燥
D.堿式滴定管尖嘴部分有氣泡,滴定后消失.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

14.下列關于中和滴定的操作錯誤的是(  )
A.滴定前需要檢查滴定管是否漏水
B.用對應加入的溶液潤洗的儀器有:酸式滴定管、錐形瓶
C.滴定管(裝標準溶液)在滴定前尖嘴處有氣泡,滴定終了無氣泡,會使滴定結果偏高
D.用已知濃度鹽酸滴定未知濃度的NaOH溶液,終點讀數(shù)時俯視滴定管的刻度,會造成計算值偏低

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

4.(1)有下列幾組物質:
①CH3Cl與CH3CH2Cl       ②
④H2O和D2O
⑤CH3CH(CH3)CH(CH3)CH3和CH3CH2CH(CH3)CH2CH3⑥白磷和紅磷
其中屬于同系物的是①;屬于同分異構體的是⑤
(2)有有機物的結構如圖所示:其苯環(huán)上的一氯代物有4種;1mol該物質和溴水混合,消耗Br2的物質的量為1mol.
(3)寫出下列方程式:
①乙醇在Cu做催化劑情況下,被O2氧化:2CH3CH2OH+O2$→_{△}^{催化劑}$2CH3CHO+2H2O.
②乙酸和乙醇發(fā)生的酯化反應:CH3COOH+CH3CH2OH$?_{△}^{濃硫酸}$CH3COOCH2CH3+H2O.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

11.氨分解產生的氫氣可作為燃料供給氫氧燃料電池,這是極具吸引力的燃料電池供氫方法.
(l)已知:1molH一H鍵、lmo1N一H鍵、1molN≡N鍵斷裂時分別需要吸收436kJ、39IkJ、946kJ的能量,則氨分解反應2NH3(g)?N2(g)+3H2(g)的焓變△H=+92kJ/mol.
(2)向體積均為2L的容器A和B中同時分別充入2molNH3(兩容器裝有催化劑)發(fā)生上述反應.在反應過程中,A 保持溫度和容積不變;B 保持溫度和壓強不變.
①反應2分鐘后,A容器內壓強變?yōu)樵瓉淼?.2倍,則2分鐘內用氨氣表示的平均反應速率為0.1mol/(L•min).
②如圖1為A容器中NH3的轉化率隨時間變化的α(NH3)一t曲線,請在圖中畫出B容器中相應α(NH3)一t 曲線的示意圖,并簡要說明理由B容器體積增大,反應過程中壓強較A小,反應速率慢,平衡正向移動,NH3轉化率大.

(3)利用如圖2實驗裝置可以合成氨,鈀電極B 的電極反應式為N2+6H++6e-=2NH3
(4)室溫時,將c mol/L HF溶液與0.01mol/L NaOH 溶液等體積混合,反應后溶液呈中性,則HF的電離常數(shù)Kα=$\frac{1{0}^{-9}}{c-0.01}$(請用含c的代數(shù)式表示).
(5)肼(N2H4)的性質類似于NH3,可與水反應生成一種二元弱堿N2H4•2H2O,其水溶液顯示堿性的原因是_N2H4•2H2O?[N2H5•H2O]++OH-_(用電離方程式表示).

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

8.W、X、Y、Z為前四周期的元素,原子序數(shù)依次增大.W原子中各能級上的電子數(shù)相等,有2個未成對電子;X與W在同一周期,也有兩個未成對電子;Y2+與X2-具有相同的電子構型,Z的原子序數(shù)為28.
(1)Z原子的價層電子排布式為3d84s2
(2)與同周期的相鄰元素比較,Y原子的第一電離能較大(填“較大”或“較小”),原因是鎂的價電子排布是3s2,達到S亞層的全充滿狀態(tài),與相鄰原子比較,Mg原子相對穩(wěn)定.
(3)WX2分子中,共價鍵的類型有σ鍵和π鍵,W原子的雜化軌道類型為sp雜化;WX32-中心原子上的孤對電子對數(shù)為0,立體構型為平面三角形,寫出WX32-具有相同空間構型和鍵合形式的分子或離子:SO3、NO3-(寫兩種)
(4)化合物YX的晶體結構與NaCl相同,Y的配位數(shù)是6;其熔點高于(填“高于”、“低于”或“約等于”)NaCl,原因是與NaCl晶體相比,MgO晶體中離子的電荷數(shù)大、半徑小,因此MgO的晶格能大于NaCl的晶格能(從晶體微觀結構的角度解釋).
(5)由W、Y、Z三種元素組成的一種簡單立方結構的化合物具有超導性,其晶胞中W位于體心位置,Y位于頂角,Z占據(jù)面心位置,該化合物的化學式為MgCNi3,晶體中Y原子周圍距離最近的Z原子有12,該新型超導材料晶胞參數(shù)a=0.3812nm,列式計算該晶體的密度(g•cm-3)6.029g•cm-3

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

9.某化學課外活動小組通過實驗研究NO2的性質.
已知:2NO2+2NaOH═NaNO3+NaNO2+H2O
利用圖1所示裝置探究NO2能否被NH3還原(K1、K2為止水夾,夾持固定裝置略去)

(1)該實驗中制取氨氣時若只用一種試劑,從下列物質中選取a
a.NH4HCO3      b.NH4Cl     c.濃氨水
(2)若NO2能夠被NH3還原,預期觀察到C裝置中的現(xiàn)象是混合氣體顏色變淺.
(3)此實驗裝置存在一個明顯的缺陷是缺少尾氣吸收裝置.
(4)探究NO2能否與Na2O2發(fā)生氧化還原反應.為了驗證NO2能被Na2O2氧化,該小組同學選用B、D、E裝置,將B中的藥品更換為Na2O2,另選F裝置(如圖2所示),重新組裝,進行實驗,裝置的合理連接順序是EDBDF或EDBF或FDBDE或FBDE
(5)實驗過程中,B裝置中淡黃色粉末逐漸變成白色.經檢驗該白色物質為純凈物,且無其他物質生成.推測B裝置中反應的化學方程式為2NO2+Na2O2═2NaNO3

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