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1、计算题 (6分)一定条件下,在密闭容器内将N2和H2以体积比为1∶3混合,当反应达平衡时,混合气中氨占25%(体积比),若混合前有10mol N2,求平衡后N2、H2、NH3的物质的量及N2的转化率。
参考答案:6? 18? 8? 40%
本题解析:设消耗N2物质的量为x。
N2?+? 3H2
2NH3
始(mol)10?30
平(mol)10-x ?30-3x? 2x
由氨气的体积分数得2x/(10-x+30-3x+2x)=0.25得x=4,所以平衡时氮气、氢气、氨气的物质的量分别为6mol、18mol、8mol,氮气的转化率为0.4。
点评:化学平衡计算的方法:列出起始、变化、平衡时各物质的量。
本题难度:一般
2、填空题 .(16分)Ⅰ.已知下列反应的热化学方程式为:
(1) C(s) + O2(g) = CO2(g)?△H1 =" -393.5" kJ/mol
(2) CH3COOH(l) + 2O2(g) = 2CO2(g) + 2H2O(l)?△H2 =" -870.3" kJ/mol
(3) 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)?△H3 =" -571.6" kJ/mol
请计算:2C(s) + 2H2(g) + O2(g)= CH3COOH(l)?△H4 = ?。
Ⅱ.在某温度下,物质(t-BuNO)2在正庚烷或CCl4溶剂中均可以发生反应:
(t-BuNO)2
2(t-BuNO) 。该温度下该反应在CCl4溶剂中的平衡常数为1.4。
(1)向1L正庚烷中加入0.50mol(t-BuNO)2,10min时反应达平衡,此时(t-BuNO)2的平衡转化率为60%(假设反应过程中溶液体积始终为1L)。反应在前10min内的平均速率为ν(t-BuNO)=?。列式计算上述反应的平衡常数K = ? 。
(2)有关反应:(t-BuNO)2
2(t-BuNO) 的叙述正确的是(?)
A.压强越大,反应物的转化率越大? B.温度升高,该平衡一定向右移动
C.溶剂不同,平衡常数K值不同
(3)通过比色分析得到40℃时(t-BuNO)2和(t-BuNO)浓度随时间的变化关系的几组数据如下表所示,请在同一图中绘出(t-BuNO)2和(t-BuNO)浓度随时间的变化曲线。

时间(min)
| 0
| 1
| 3
| 5
| 7
| 9
| 11
|
c(t-BuNO)2 mol/L
| 0.05
| 0.03
| 0.01
| 0.005
| 0.003
| 0.002
| 0.002
|
c(t-BuNO) mol/L
| 0
| 0.04
| 0.08
| 0.07
| 0.094
| 0.096
| 0.096
|
Ⅲ.甲醇燃料电池的电解质溶液是KOH溶液。则通甲醇的电极反应式为?。若通空气的电极上有32g O2参加反应,则反应过程中转移了?mol e-。
参考答案:31.(16分)Ⅰ.-488.3kJ/mol (3分,没写单位扣1分)
Ⅱ.(1)ν(t-BuNO)=0.06mol?L-1?min-1 (2分,没写或写错单位扣1分)
解:当(t-BuNO)2的起始浓度(c0)为0.50mol?L-1时,实验测得平衡转化率(α)是60%,
则(t-BuNO)2
2(t-BuNO)
开始浓度(mol?L-1)?0.5? 0
转化浓度(mol?L-1)?0.5×60%?0.5×60%×2? (过程1分)
平衡浓度(mol?L-1)?0.5×(1-60%)? 0.5×60%×2
(或只写这个也2分) K=
=
=1.8(2分)
(2)C?(2分)
(3)(2分,每条线1分,提示t-BuNO在第5min的数据
要处理掉)

Ⅲ.CH3OH + 8OH- -6 e-= CO32- + 6H2O(2分)?4(2分)
本题解析:Ⅰ.根据盖斯定律,目标方程式可由已知方程式=(1)×2+ (3) -(2),所以△H4 =2△H1+△H3-△H2 =-488.3kJ/mol。
II.(1)此题中正庚烷和CCl4均是溶剂,不参加反应,因此根据反应的方程式就可以列式计算反应的平均反应速率和平衡常数K如下:
解:当(t-BuNO)2的起始浓度(c0)为0.50mol?L-1时,实验测得平衡转化率(α)是60%,
则(t-BuNO)2
2(t-BuNO)
开始浓度(mol?L-1)?0.5? 0
转化浓度(mol?L-1)?0.5×60%?0.5×60%×2? (过程1分)
平衡浓度(mol?L-1)?0.5×(1-60%)? 0.5×60%×2
ν(t-BuNO)=△C(t-BuNO)/ △t=0.5 mol?L-1×60%?×2/10min=0.06mol?L-1?min-1
K=
=
=1.8(2分)
(2)该反应是在溶液中进行的,没有气体参加反应,因此压强不能够改变反应的平衡,A错误;该反应没有告诉焓变的大小,因此不能判断反应是吸热还是放热,因此升高温度不能确定平衡移动方向,B错误;而根据(1)中算得的相同温度下在正庚烷作溶剂的溶液中反应的K的大小为1.8,大于CCl4作溶剂时的K值1.4,因此能够说明该反应在不同溶剂的作用下,平衡常数值不同,故选C。
(3)表中给出的是不同时刻可逆反应的反应物和生成物的浓度大小,根据经验判断,随着反应的进行,反应物不断减少,生成物倍数关系增加,,各物质的量增加慢慢趋于平缓,最终达到平衡,量保持不变。因此把表中的数据全部带入时,会发现5min的点明显跟反应的趋势存在较大差异,因此该时刻的数据不能使用,应舍弃。所以作出的图像如图。

Ⅲ.甲醇做碱性燃料电池时,甲醇在负极发生失电子的反应并且和碱反应生成了CO32-,因此电极反应式为:CH3OH + 8OH- -6 e-= CO32- + 6H2O。通空气的一端为正极,氧气得到电子被还原,一个O2分子得到4个电子,因此32g氧气反应应该转移4mol电子。
本题难度:一般
3、填空题 (11分)如图所示,隔板I固定不动,活塞Ⅱ可自由移动,M、N两个容器均发生如下反应:A(g) + 3B(g)
2C(g)

(1)向M、N中,各通入1mol A和3mol B。初始M、N容积相同,并保持温度不变。则到达平衡时A的转化率α(A)M?α(A)N? A的体积分数x(A)M?x(A)N
(2))向M、N中,各通入x molA和y molB,初始M、N容积相同,并保持温度不变。若要平衡时保持A气体在M、N两容器中的体积分数相等,则起始通入容器中的A的物质的量xmol与B的物质的量ymol之间必须满足的关系式为?
(3)若在某件下,反应A(g) + 3B(g)
2C(g)在容器N中达到平衡,测得容器中含有A 1.0mol,B 0.4mol,C 0.4mol,此时容积为2.0L。则此条件下的平衡常数为?;保持温度和压强不变,向此容器内通入0.36mol A,平衡将?(填“正向”、“逆向”或“不”)移动,用简要的计算过程说明理由?
?。
参考答案:(1)<? >?(2)x=y(2分)
本题解析:
M、N分别是恒容和恒压条件,由于反应前后的气体系数和不一样,所以两个平衡态也不一样。要让M、N中平衡时A的体积分数一样,那么只能是M或N中,反应前后不论限度多少,A的体积分数始终为定值。
A(g) + 3B(g)
2C(g)
起始:? x? y
反应:? z? 3z? 2z
平衡:? x-z? y-3z? 2z
,则x=y
(3)10(2分)?逆向(2分):原平衡体系中,2.0L容器中含有分子1.0+0.4+0.4=1.8mol,当加入A,体系瞬间有分子1.8+0.36=2.16mol。
瞬间总体积变为2.16×2.00/1.8=2.4L,所以:
(4分)
本题难度:简单
4、选择题 在其他条件不变的情况下,能使合成氨反应进行程度增大的方法是
A.升高温度
B.减小压强
C.使用催化剂
D.及时分离出氨气
参考答案:D
本题解析:合成氨的反应是放热反应,而且该反应气体分子数减小。
A.升高温度,会加快反应速率,但会使平衡向吸热的逆向移动,使合成氨反应进行程度减小。A错误。
B.减小压强,平衡会向气体分子数增加的逆向移动,使合成氨反应进行程度减小。B错误。
C.使用催化剂,平衡不移动,合成氨反应进行程度不变,C错误。
D.及时分离出氨气,减小生成物浓度,平衡正向移动,能使合成氨反应进行程度增大,D正确。
故选D
本题难度:一般
5、计算题 将N2和H2按一定比例混合,其密度是相同状况下H2的3.6倍,取出0.5?mol该混合气体充入密闭容器里,使之发生反应并在一定条件下达到平衡,已知反应达平衡后容器内压强是相同条件下反应前的0.76倍,试求:
(1)反应前混合气体中N2和H2的体积比。
(2)达平衡时混合气体中氨的物质的量。
(3)平衡时N2的转化率。
参考答案:(1)1:4
(2)0.12 mol
(3)60%
本题解析:
本题难度:一般