Question

【題目】Ⅰ.開發(fā)新能源，新材料是實現社會可持續(xù)發(fā)展的需要。下圖是LiBH4/MgH2體系放氫的焓變示意圖，則Mg(s)+2B(s)==MgB2(s)的ΔH=_________kJ·mol-1。

Ⅱ.在1.0L恒容密閉容器中放入0.10mol A(g)，在一定溫度時進行如下反應：A(g)==2B(g)+C(g)+D(S) ΔH=+85.1kJ·mol-1。

容器內氣體總壓強P與起始壓強P0的比值隨反應時間變化數據見下表：

時間t/min	0	1	2	4	8	16	20	25
P/P0	1.00	1.50	1.80	2.20	2.30	2.38	2.40	2.40

回答下列問題：

（1）下列能提高A的轉化率的是______________。

A.升高溫度 B.向體系中通入氣體A

C. 減少D的物質的量 D.向體系中通入稀有氣體

（2）下列說法能表明該反應達到化學平衡狀態(tài)的是_______________。

A.A、B、C的物質的量之比為1∶2∶1 B.單位時間內生成2n mol B，同時生成n mol C

C.容器中氣體的密度不變 D.容器中氣體的平均摩爾質量不變

（3）達到平衡狀態(tài)時A的轉化率是________（結果保留兩位有效數字）。

（4）相同條件下，若該反應從逆向開始，建立與上述相同的化學平衡，則D的取值范圍為n(D)_______ mol。

（5）相同條件下，若將容器改為恒壓容器，進行上述反應，某時刻，A的轉化率為75%，則此時B的物質的量濃度為______________mol/L。

Answer 1

【答案】 -93 A CD 70％ >0.03 0.06

【解析】Ⅰ

（1）由圖可以知道：①．2LiBH4（s）+MgH2（s）=2LiH（s）+2B（s）+MgH2（s）+3H2（g）△H=+200 kJmol-1，
②2LiBH4（s）+MgH2（s）=2LiBH4（s）+Mg（s）+H2（g）△H=+76 kJmol-1
③2LiBH4（s）+MgH2（s）=2LiH（s）+MgB2（s）+4H2（g）△H=+183 kJmol-1
④2LiH（s）+MgB2（s）+4H2（g）=2LiH（s）+2B（s）+MgH2（s）+3H2（g）△H=+17kJmol-1，即：MgB2（s）+H2（g）=2B（s）+MgH2（s）△H=+17 kJmol-1，
所以-④-②得：Mg（s）+2B（s）═MgB2（s） △H=-93kJmol-1，

Ⅱ

（1）由反應A(g)==2B(g)+C(g)+D(S) ΔH=+85.1kJ·mol-1可知,D為固體,反應前后氣體體積增大的吸熱反應, A.升高溫度,平衡正向移動,所以A的轉化率增大,故A正確。B、體系中通入A氣體,相當于增大體系壓強,平衡逆向進行A的轉化率減小,故B錯誤。C、D是固體，減少D的物質的量，平衡不移動，A的轉化率不變，故C錯誤。D.向體系中通入稀有氣體，總壓強增大，但是反應混合物所占的分壓不變，A的轉化率不變，故D錯誤。（2）可以根據反應速率不再改變或濃度不再發(fā)生變化來判斷達到平衡狀態(tài)。A.A、B、C的物質的量之比為1∶2∶1不能說明三者的物質的量濃度不再變化，故A錯誤。B.單位時間內生成2n mol B，說明反應正向進行，生成n mol C，說明反應也是正向進行，反應沒有達到平衡狀態(tài)，故B錯誤。C、此反應反應前后氣體的質量發(fā)生了變化，密度也發(fā)生了變化，容器中氣體的密度不變，說明氣體不再變化，說明達到平衡狀態(tài)，故C正確。D、氣體平均摩爾質量等于總質量比總物質的量，如果反應正向進行則氣體摩爾質量在不斷減小，反之在增大，當氣體的平均摩爾質量不變時，說明達到平衡狀態(tài)。（3）容器內氣體總壓強(P)與起始壓強的比值在后不變說明反應達到平衡狀態(tài),平衡時氣體壓強之比為
　　　　,
　　起始量 0 0
　　　變化量　 x
2小時量x
壓強之比等于氣體物質的量之比,


平衡時A的轉化率,（4）若該反應從逆向開始,建立與上述相同的化學平衡,為等效平衡,只要按照A完全轉化時得到D的量計算即可,根據(2)知,如果A完全反應生成生成,如果加入四種物質,A最多轉化為,則還需要加入,又因為D是固體,所以最少加入達到等效平衡狀態(tài),所以D的取值范圍（5）)反應后氣體物質的量為:0.1-0.075+2×0.075+0.075=0.25mol,相同壓強下,氣體體積之比等于物質的量之比,反應后氣體體積為: 0.25/0.1=0.25，V=0.25L,所以B的濃度為0.15/0.25=0.06 mol/L