題目列表(包括答案和解析)
(16分)向一定體積的密閉器中加入2 mol A、0.6 mo1 C和一定量的B三種氣體.一定條件下發(fā)生反應(yīng),各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如圖(Ⅰ)所示,其中t0~t1 階段c(B)未畫出.圖(Ⅱ)為t2時(shí)刻后改變反應(yīng)條件,化學(xué)反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的情況,四個(gè)階段改變的條件均不相同,每個(gè)階段只改變濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑中的一個(gè)條件,其中t3~t4階段為使用催化劑.
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)若t1=15 min,則t0~t1階段以C物質(zhì)的濃度變化表示反應(yīng)速率為 。
(2) t4~t5階段改變的條件為 ,B的起始物質(zhì)的量濃度為 ,各階段平衡時(shí)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)如下表所示:
t1~t2 | t2~t3 | t3~t4 | t4~t5 | t5~t6 |
K1 | K2 | K3 | K4 | K5 |
則K1= (保留兩位小數(shù)),
K1、K2、K3、K4、K5之間的關(guān)系為 (用“>”、“<”或“=”連接).
(3) t5~t6階段保持容器內(nèi)溫度不變,若A的物質(zhì)的量共變化了0.01 mol,而此過(guò)程中容器與外界的熱交換總量為akJ,寫出此溫度下該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式
。
(4)在相同條件下,若起始時(shí)容器中加入a mol A、b mol B和c mol C,要達(dá)到t1時(shí)刻同樣的平衡,a、b、c要滿足的條件為 .
【解析】(1)化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時(shí)間內(nèi)濃度的變化量來(lái)表示。根據(jù)圖像I可知在15min內(nèi)C的濃度變化量是0.6mol/L-0.3mol/L=0.3mol/L,所以速率為
(2)由圖像Ⅱ可知,在t4~t5階段反應(yīng)速率減小,但平衡不移動(dòng),所以改變的條件不可能是溫度和濃度,由于在t3~t4階段為使用催化劑,所以該階段只是降低壓強(qiáng)。這說(shuō)明改變壓強(qiáng)平衡不移動(dòng),因此反應(yīng)前后體積是不變的。根據(jù)圖像I可知A是反應(yīng)物,C是生成物,二者的變化量之比是2︰3,所以要使反應(yīng)前后體積不變,B只是反應(yīng)物,及反應(yīng)的方程式為2A+B3C。C的濃度增加了0.3mol/L,則B的濃度減少了0.1mol/L,所以B的起始濃度是0.4mol/L+0.1mol/L=0.5mol/L。在t1~t2階段平衡是ABC的濃度(mol/L)分別為0.8、0.4、0.6,所以平衡常數(shù)為。因?yàn)槠胶獬?shù)只與溫度有關(guān),根據(jù)圖像可知在t5~t6階段,正逆反應(yīng)速率同時(shí)增大,但平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),因?yàn)樵摋l件只能是溫度且是升高溫度,所以反應(yīng)是吸熱反應(yīng),因此K1、K2、K3、K4、K5之間的關(guān)系為K1=K2=K3=K4<K5。
(3)根據(jù)題意科判斷,每消耗0.01molA,反應(yīng)就吸收能量akJ,所以反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2A(g)+B(g)⇋3C(g) △H=+200kJ/mol。
(4)因?yàn)槿萜魅莘e不變(容器容積是2L),所以要使平衡等效,則起始物質(zhì)的物質(zhì)的量是相等的。根據(jù)題意可知起始時(shí)AB的物質(zhì)的量分別為2.4mol和1.2mol,則把cmol的C轉(zhuǎn)化為AB,則AB的物質(zhì)的量(mol)分別是a+2c/3、b+c/3,所以關(guān)系式必須滿足a+2c/3=2.4、b+c/3=1.2.
(16分) 向一定體積的密閉器中加入2 mol A、0.6 mo1 C和一定量的B三種氣體.一定條件下發(fā)生反應(yīng),各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如圖(Ⅰ)所示,其中t0~t1 階段c(B)未畫出.圖(Ⅱ)為t2時(shí)刻后改變反應(yīng)條件,化學(xué)反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的情況,四個(gè)階段改變的條件均不相同,每個(gè)階段只改變濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑中的一個(gè)條件,其中t3~t4階段為使用催化劑.
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)若t1=15 min,則t0~t1階段以C物質(zhì)的濃度變化表示反應(yīng)速率為 。
(2) t4~t5階段改變的條件為 ,B的起始物質(zhì)的量濃度為 ,各階段平衡時(shí)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)如下表所示:
t1~t2 |
t2~t3 |
t3~t4 |
t4~t5 |
t5~t6 |
K1 |
K2 |
K3 |
K4 |
K5 |
則K1= (保留兩位小數(shù)),
K1、K2、K3、K4、K5之間的關(guān)系為 (用“>”、“<”或“=”連接).
(3) t5~t6階段保持容器內(nèi)溫度不變,若A的物質(zhì)的量共變化了0.01 mol,而此過(guò)程中容器與外界的熱交換總量為akJ,寫出此溫度下該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式
。
(4)在相同條件下,若起始時(shí)容器中加入a mol A、b mol B和c mol C,要達(dá)到t1時(shí)刻同樣的平衡,a、b、c要滿足的條件為 .
【解析】(1)化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時(shí)間內(nèi)濃度的變化量來(lái)表示。根據(jù)圖像I可知在15min內(nèi)C的濃度變化量是0.6mol/L-0.3mol/L=0.3mol/L,所以速率為
(2)由圖像Ⅱ可知,在t4~t5階段反應(yīng)速率減小,但平衡不移動(dòng),所以改變的條件不可能是溫度和濃度,由于在t3~t4階段為使用催化劑,所以該階段只是降低壓強(qiáng)。這說(shuō)明改變壓強(qiáng)平衡不移動(dòng),因此反應(yīng)前后體積是不變的。根據(jù)圖像I可知A是反應(yīng)物,C是生成物,二者的變化量之比是2︰3,所以要使反應(yīng)前后體積不變,B只是反應(yīng)物,及反應(yīng)的方程式為2A+B3C。C的濃度增加了0.3mol/L,則B的濃度減少了0.1mol/L,所以B的起始濃度是0.4mol/L+0.1mol/L=0.5mol/L。在t1~t2階段平衡是ABC的濃度(mol/L)分別為0.8、0.4、0.6,所以平衡常數(shù)為。因?yàn)槠胶獬?shù)只與溫度有關(guān),根據(jù)圖像可知在t5~t6階段,正逆反應(yīng)速率同時(shí)增大,但平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),因?yàn)樵摋l件只能是溫度且是升高溫度,所以反應(yīng)是吸熱反應(yīng),因此K1、K2、K3、K4、K5之間的關(guān)系為K1=K2=K3=K4<K5。
(3)根據(jù)題意科判斷,每消耗0.01molA,反應(yīng)就吸收能量akJ,所以反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2A(g)+B(g)⇋3C(g) △H=+200kJ/mol。
(4)因?yàn)槿萜魅莘e不變(容器容積是2L),所以要使平衡等效,則起始物質(zhì)的物質(zhì)的量是相等的。根據(jù)題意可知起始時(shí)AB的物質(zhì)的量分別為2.4mol和1.2mol,則把cmol的C轉(zhuǎn)化為AB,則AB的物質(zhì)的量(mol)分別是a+2c/3、b+c/3,所以關(guān)系式必須滿足a+2c/3=2.4、b+c/3=1.2.
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