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20.在537℃、1.01×105Pa時,往容積可變的密閉容器中充入1mol X和3mol Y,此時容積為V L.保持恒溫恒壓,發生反應X(g)+3Y(g)?2Z(g),達到平衡時,平衡混合氣體中Z的體積分數為0.5.
(1)達到平衡時,X的轉化率約為66.7%.當反應達到平衡后,在其他條件不變時,再通入1mol X和3mol Y的混合氣體,請在右圖中畫出正(v)、逆(v)反應速率隨時間t變化的示意圖.
(2)保持上述溫度和壓強恒定不變,若向容器中只充入4mol Z,則反應達到平衡時,平衡氣體中Y 的體積分數為37.5%,容器的容積為$\frac{4V}{3}$L.
(3)若另選一容積固定不變的密閉容器,仍控制溫度不變,使2mol X和6mol Y反應,達到平衡時平衡氣體中Z的體積分數仍為0.5,則該密閉容器的容積為$\frac{4V}{3}$.
(4)若溫度仍為537℃,容器體積保持VL不變(恒容),往其中充入a mol X的b mol Y,使反應達到平衡,這時平衡氣體中Z的體積分數仍為0.5,體系壓強為1.01×105Pa,若a:b=1:3,則a=1.5mol.

分析 恒壓下 X(g)+3Y(g)$\stackrel{\;}{?}$2Z(g),
開始   1           3           0
轉化  x           3x         2x
平衡1-x          3-3x      2x
到平衡時,平衡混合氣體中Z的體積分數為0.5,
則$\frac{2x}{4-2x}$=0.5,解得x=$\frac{2}{3}$mol,以此結合等效平衡來解答該題.

解答 解:恒壓下 X(g)+3Y(g)$\stackrel{\;}{?}$2Z(g),
           開始       1      3           0
          轉化      x       3x          2x
         平衡      1-x     3-3x       2x
到平衡時,平衡混合氣體中Z的體積分數為0.5,
則$\frac{2x}{4-2x}$=0.5,解得x=$\frac{2}{3}$mol,
(1)X的轉化率約為$\frac{\frac{2}{3}mol}{1mol}$×100%=66.7%,在其他條件不變時,再通入1mol X和3mol Y的混合氣體,由于壓強不變,則速率不變,圖象為
故答案為:66.7%;,;
(2)保持上述溫度和壓強恒定不變,若向容器中只充入4molZ,與上述平衡等效,則Y的體積分數為$\frac{3-3×\frac{2}{3}}{4-2×\frac{2}{3}}$×100%=37.5%,
由物質的量與體積成正比可知,設平衡的體積為x,則$\frac{4}{V}=\frac{\frac{8}{3}×2}{x}$,解得x=$\frac{4V}{3}$L,故答案為:37.5%;$\frac{4V}{3}$;
(3)容積固定不變的密閉容器,仍控制溫度不變,使2mol X和6mol Y反應,達到平衡時平衡氣體中Z的體積分數仍為0.5,
與加入4molZ建立的平衡等效,體積為$\frac{4V}{3}$L,故答案為:$\frac{4V}{3}$;
(4)容器體積保持VL不變(恒容),往其中充入a mol X的b mol Y,使反應達到平衡,這時平衡氣體中Z的體積分數仍為0.5,體系壓強為1.01×105Pa,若a:b=1:3,則  X(g)+3Y(g)$\stackrel{\;}{?}$2Z(g),
開始  a      3a      0
轉化  x       3x     2x
平衡a-x      3a-3x    2x
到平衡時,平衡混合氣體中Z的體積分數為0.5,
$\frac{2x}{4a-2x}$=0.5,4a-2x=4mol,
解得a=1.5mol,故答案為:1.5mol.

點評 本題考查化學平衡的計算及等效平衡,為高頻考點,側重于學生的分析、計算能力的考查,注意化學平衡三段法的計算及等效平衡的條件、體積與物質的量的關系即可解答,題目難度較大.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:填空題

12.維生素C的結構簡式是,分子式為C6H8O6;其中的-OH叫羥基(填官能團名稱).在維生素C溶液中滴入少量藍色的含有淀粉的碘水,可觀察到的現象是藍色褪去,說明維生素C有還原性(填氧化性或還原性).

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科目:高中化學 來源: 題型:計算題

13.用KMnO4氧化一定體積密度為1.19g/cm3,溶質質量分數為36.5%的 鹽酸.反應方程式如下:2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
(1)用雙線橋法分析該反應(只需標出電子得失的方向和數目)
(2)15.8g KMnO4參加反應能消耗多少摩爾HCl?
(3)產生的Cl2在標準狀況下的體積為多少升?

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

8.化學實驗裝置的科學設計是實驗是否取得預期效果的關鍵.請回答下列有關實驗裝置的相關問題:
(1)圖A為“人教版”教材制備乙酸乙酯的實驗裝置,某同學甲認為下圖B裝置進行酯化反應效果比A要好,他的理由是便于冷凝回流,減少反應物損失;
某同學乙經查閱資料認為下圖C裝置進行酯化反應效果更好,他的理由是既能冷凝回流又能及時分離出反應生成的水,有利于酯的生成.

(2)某有機物的結構簡式如圖:
①當其和Na反應時,可轉化為
②當其和NaOH溶液或Na2CO3溶液反應時,可轉化為 
③當和NaHCO3溶液反應時,可轉化為

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

15.工業上,向500℃~600℃的鐵屑中通入氯氣生產無水氯化鐵(已知熾熱鐵屑與氯化氫生成氯化亞鐵).現用如圖所示的裝置模擬上述過程進行試驗.
回答下列問題:
(1)盛裝濃鹽酸的儀器名稱為分液漏斗,進行實驗時,應先點燃A(選填A或C)處酒精燈.
(2)制取無水氯化鐵的實驗中,A中反應的離子方程式為MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O,裝置B中加入的試劑是濃硫酸.
(3)制取的無水氯化鐵中混有少量氯化亞鐵,其原因是Fe+2HCl=FeCl2+H2(化學方程式表示).為除去氯氣中混有的少量HCl,可以在裝置A、B間加入裝有飽和食鹽水的洗氣瓶.
(4)工業上常用石灰乳吸收制氯氣的尾氣制得漂白粉,漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2(填化學式).長期露置于空氣中的漂白粉,加稀鹽酸后產生的氣體是③(填數字代號).
①O2         ②Cl2          ③CO2          ④HClO.

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

5.某校化學小組學生利用如圖所列裝置進行“鐵與水反應”的實驗,并進行了其他有關實驗.(圖中夾持及尾氣處理裝置均已略去)
(1)裝置B中發生反應的化學方程是3Fe+4H2O(g)$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe3O4+4H2
(2)裝置E中的現象是黑色氧化銅變紅,玻璃管右端出現無色液滴.
(3)停止反應,待B管冷卻后,取其中的固體,加入過量稀鹽酸充分反應,過濾.
①欲檢驗溶液中含有Fe3+,選用的試劑為硫氰化鉀(KSCN),現象是溶液變紅.
②該實驗小組同學用上述試劑沒有檢測到Fe3+,用離子方程式解釋濾液中不存在Fe3+可能的原因:2Fe3++Fe=3Fe2+
③在此溶液中加入少量酸性高錳酸鉀溶液,高錳酸鉀褪色,溶液中反應的離子方程式5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

12.某研究小組為了探究“鐵與水蒸氣”能否發生反應及反應的產物,進行了下列實驗:
(1)用如圖1所示實驗裝置,在硬質玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨的混合物,加熱,并通入水蒸氣,就可以完成高溫下“Fe與水蒸氣的反應實驗”(石棉絨是耐高溫材料,不與水和鐵反應).

①反應一段時間后,有肥皂泡吹起時,用點燃的火柴靠近肥皂泡,當肥皂泡破裂,有爆鳴聲時(填實驗現象),說明“鐵與水蒸氣”能夠進行反應.
②寫出鐵與水蒸氣反應的化學方程式3Fe+4H2O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe3O4+4H2
③實驗中石棉絨的作用是增大鐵粉與水蒸氣的接觸面積.
(2)為了研究一定時間內鐵粉的轉化率,他們設計了如圖2所示實驗:準確稱量一定質量的鐵粉進行反應,收集并測量反應后生成氣體的體積,計算出鐵粉的轉化率.
①收集并測量氣體體積應選圖中的B裝置.
②稱取0.24 g鐵粉與適量石棉絨混合,然后加熱至無氣體放出.若室溫下氫氣密度約為0.088 g/L,最好選用B(選填字母序號)規格的量筒.
A.100 mLB.200 mLC.500 mLD.1 000 mL.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

9.1,2-二溴乙烷可作汽油抗爆劑的添加劑,常溫下它是無色液體,密度是2.18克/厘米3,沸點131.4℃,熔點9.79℃,不溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有機溶劑.在實驗中可以用下圖所示裝置制備1,2-二溴乙烷.其中分液漏斗和燒瓶a中裝有乙醇和濃硫酸的混合液,試管d中裝有濃溴(表面覆蓋少量水).請填寫下列空白:

(1)a的儀器名稱是蒸餾燒瓶.請寫出a中所發生反應的化學方程式:CH3CH2OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$CH2=CH2↑+H2O.
(2)寫出1,2-二溴乙烷發生水解反應得到二元醇的化學方程式:CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br.
(3)安全瓶b可以檢查實驗進行時試管d是否發生堵塞.請寫出發生堵塞時瓶b中的現象:b中水面會下降,玻璃管中的水柱會上升,甚至溢出.
(4)容器c中NaOH溶液的作用是:吸收乙烯氣體中含有的CO2、SO2等酸性氣體.
(5)某學生做此實驗時,使用一定量的液溴,當溴全部褪色時,所消耗乙醇和濃硫酸混合液的量比正常情況下超出許多,如果裝置的氣密性沒有問題,試分析其可能的因是(寫出兩條)乙烯流速過快,未完全發生加成反應;實驗過程中,乙醇和濃硫酸的混合液沒有迅速達到170℃,發生副反應生成乙醚.
(6)e裝置內NaOH溶液的作是吸收HBr和Br2等氣體,防止大氣污染.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

10.NO和CO都是汽車尾氣里的有害物質,它們能緩慢地反應生成氮氣和二氧化碳氣體:2NO+2CO═N2+2CO2.對此反應,下列敘述正確的是(  )
A.使用催化劑能加快反應速率
B.壓強增大不影響化學反應速率
C.冬天氣溫低,反應速率降低,對人類危害減小
D.無論外界條件怎樣改變,均對此化學反應的速率無影響

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