Question

(17分)合成氨工業(yè)上常用下列方法制備H2 ：

方法：

方法：

試計算25℃時由方法②制備l000g H2所放出的能量為_________ kJ。

（2）在一定的條件下，將C(s)和H2O(g)分別加入甲、乙兩個密閉容器，發(fā)生反應(yīng)：

其相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示：

①T1_________T2 （填“>”、“=”或“<”）；

T1℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_________ 。

②乙容器中，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到1.5min時，H2O(g)的物質(zhì)的量濃度范圍是_________。

③一定條件下，在密閉恒容的容器中，能表示上述反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是_________。

A．

B．混合氣體的密度保持不變

D．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變

④某同學(xué)為了研究反應(yīng)條件對化學(xué)平衡的影響，測得逆反應(yīng)速率與時間的關(guān)系如圖所示：

可見在t1、t3、t5、t7時反應(yīng)都達(dá)了到平衡狀態(tài)，如果t2、t4、t6、t8時都只改變了一個反應(yīng)條件，則從t1到t8哪個時間段H2O (g)的平衡轉(zhuǎn)化率最低_________，t4時刻改變的條件是__________。

⑤在25 ℃時，c mol/L，的醋酸與0.02mol/L NaOH溶液等體積混合后溶液剛好呈中性，

用含c的代數(shù)式表示CH3COOH的電離常數(shù)Ka=_________。

 

Answer 1

（17分）（1）20500kJ （2分）

（2）① > （2分） 12.8（2分）

② <1.4mol/L （2分）

③BD（選全得2分，漏選得1分，有錯選0分）

④t7-t8 （或“t7到t8”）（2分） 降低溫度（2分）

⑤ 2×10-9/(c-0.02) （3分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)蓋斯定律得由方法②制取氫氣的熱化學(xué)方程式可由已知中的反應(yīng)得到，每生成1mol氫氣放出的熱量=①-②-③=（394-111-242）kJ=41kJ，1000g氫氣的物質(zhì)的量是500mol，所以制備l000g H2所放出的能量為500×41=20500kJ；

（2）①由表中數(shù)據(jù)可計算各物質(zhì)的平衡濃度，所以T1的化學(xué)平衡常數(shù)K1=1.62×0.8/0.42=12.8，同理可計算T2的平衡常數(shù)K2=1.35，因為該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，K1> K2，所以T1>T2

②反應(yīng)進(jìn)行到一半時，若按反應(yīng)速率一直不變計算，1.5min時水蒸氣的濃度是2mol/L-0.6mol/L=1.4mol/L,但是反應(yīng)速率隨反應(yīng)的進(jìn)行逐漸減小，前一半的反應(yīng)速率大于后一半的反應(yīng)速率，所以消耗水蒸氣的濃度較大，則剩余水蒸氣的濃度應(yīng)小于1.4mol/L；

③A、平衡時氫氣的正反應(yīng)速率是二氧化碳逆反應(yīng)速率的2倍，錯誤；B、該反應(yīng)有固體參與，所以氣體的質(zhì)量一直在變，當(dāng)達(dá)到平衡時氣體的質(zhì)量不再變化，容器的體積一直不變，所以當(dāng)氣體的密度不變時證明已達(dá)平衡狀態(tài)，正確；C、氣體的濃度之比符合化學(xué)計量數(shù)之比時 不能判斷平衡是否到達(dá)，錯誤；D、混合氣體的質(zhì)量與氣體的物質(zhì)的量在未達(dá)平衡時一直在變，即氣體的平均相對分子質(zhì)量在變，平衡時混合氣體的質(zhì)量、物質(zhì)的量均固定，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化，正確，答案選BD；

④H2O (g)的平衡轉(zhuǎn)化率最低，證明平衡一直逆向移動，t2～t4逆反應(yīng)速率陡然增大后減小至不變，說明改變的一個條件是增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動；t4～t6逆反應(yīng)速率陡然減小至不變，說明改變的條件是降低溫度，平衡逆向移動；t6～t7逆反應(yīng)速率先不變再逐漸增大至不變，說明改變的條件是又充入了水蒸氣，雖然平衡正向移動，但水蒸氣的轉(zhuǎn)化率降低了，所以水蒸氣的轉(zhuǎn)化率最低的是t7-t8；t4時刻改變的條件是降低溫度；

⑤混合溶液呈中性證明c（OH－）= c(H＋)=1×10-7mol/L，根據(jù)電荷守恒得c(Na+)=c(CH3COO-)=0.01mol/L，因為醋酸鈉溶液呈堿性，現(xiàn)在溶液呈中性，說明醋酸過量，所以剩余醋酸的物質(zhì)的量濃度是(c-0.02)/2mol/L，則產(chǎn)生的電離平衡常數(shù)K= c(H＋) c(CH3COO-)/ c(CH3COOH)= 2×10-9/(c-0.02)。

考點(diǎn)：考查化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，轉(zhuǎn)化率的判斷，對圖像的分析，反應(yīng)熱效應(yīng)的計算，混合溶液的計算