Question

【題目】（Ⅰ）某化學(xué)興趣小組要完成中和熱的測定。

（1）實驗桌上備有大、小兩個燒杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、膠頭滴管、環(huán)形玻璃攪拌棒、0.5 mol·L-1鹽酸、0.55 mol·L-1NaOH溶液,實驗尚缺少的玻璃用品是____、____。

（2）實驗中能否用環(huán)形銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒?____(填“能”或“否”),其原因是______________________________________________________________。

（3）他們記錄的實驗數(shù)據(jù)如下:

實驗用品			溶液溫度		中和熱
			t1	t2	ΔH
①	50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液	50 mL 0.5 mol·L-1 HCl溶液	20 ℃	23.3 ℃
②	50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液	50 mL 0.5 mol·L-1 HCl溶液	20 ℃	23.5 ℃

已知:Q=cm(t2-t1),反應(yīng)后溶液的比熱容c為4.18 kJ·℃-1·kg-1,各物質(zhì)的密度均為1 g·cm-3。

①計算完成上表中的ΔH。

（4）若用KOH代替NaOH,對測定結(jié)果____(填“有”或“無”)影響;若用醋酸代替HCl做實驗,對測定結(jié)果____(填“有”或“無”)影響。

（Ⅱ）、在一定溫度下，把2 mol N2和6 mol H2通入一個體積不變的密閉容器 中，（如右圖）：容器中發(fā)生以下的反應(yīng)：N2（g）+3 H2（g）2NH3 （g） （正反應(yīng)為放熱反應(yīng)）。若反應(yīng)達到平衡后，測得混和氣體為7 mol ，據(jù)此回答下列問題：保持上述反應(yīng)溫度不變，使a、b、c分別代表初始加入的N2、H2和NH3的物質(zhì)的量，如果反應(yīng)達到平衡后混和氣體中各物質(zhì)的物質(zhì)的量分數(shù)仍與上述平衡時完全相同，那么：

（1）若a=1 mol ，c=2 mol，則b=____ mol，在此情況下，反應(yīng)起始時將向___方向進行（填 “正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”）

（2）若規(guī)定起始時反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行，則c的范圍是_____。

（3）在上述裝置中，若需控制平衡后的混和氣體的物質(zhì)的量為6.5 mol，則可采取的措施是_________

（III）、如圖所示，溫度不變時，把某容器分割成A、B兩部分，A容器體積固定不變，B有可動的活塞，現(xiàn)在A中充入2 mol SO2和1 mol O2,在B中充入2 mol SO3和 1 mol N2，在相同條件下發(fā)生可逆反應(yīng)：2 SO2（g）+O2（g） 2 SO3（g）。根據(jù)下列要求填寫空白：

（1）固定活塞位置在3處不動，達到平衡時，設(shè)A中壓強為PA,B中壓強為PB，則PA與PB的關(guān)系是PA_______PB(填“<”、“=”、“>”)。

（2）若要使A與B中平衡狀態(tài)相同，可移動活塞的位置應(yīng)在____處。

（3）若活塞右移到5處，達到平衡后，B中SO3為xmol,A中SO3為ymol, 則x和y 的關(guān)系是x____y. (填“<”、“=”、“>”)。

Answer 1

【答案】 量筒 溫度計 不能，金屬易導(dǎo)熱,熱量散失導(dǎo)致誤差大 kJ·mol-1 無 有 3 逆反應(yīng) 1c4 【答題空10】降低溫度 < 3 <

【解析】試題分析：本題考查中和熱的測定，等效平衡規(guī)律的應(yīng)用，外界條件對化學(xué)平衡的影響，化學(xué)平衡的計算。

（I）（1）進行中和熱的測定還需要的玻璃用品為：量筒、溫度計，量筒用于量取鹽酸和NaOH溶液的體積，溫度計用于測量反應(yīng)前后的溫度。

（2）不能用環(huán)形銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒。因為Cu為金屬，金屬易導(dǎo)熱，熱量散失導(dǎo)致誤差大。

（3）第①次實驗的溫度差為23.3℃-20℃=3.3℃，第②次實驗的溫度差為23.5℃-20℃=3.5℃，兩次實驗的平均溫度差為=3.4℃，反應(yīng)放出的熱量Q=cm(t2-t1)=4.18 kJ·℃-1·kg-1（1 g·cm-350mL+1 g·cm-350mL）10-3kg/g3.4℃=1.4212kJ，反應(yīng)生成的H2O的物質(zhì)的量為：n（H2O）=n（HCl）=0.5mol/L0.05L=0.025mol，中和熱ΔH=-=-56.85kJ/mol。

（4）若用KOH代替NaOH，KOH和NaOH都屬于強堿水溶液，對測定結(jié)果無影響。若用醋酸代替HCl做實驗，醋酸屬于弱酸，醋酸電離吸熱，對測定結(jié)果有影響，使測得的中和熱ΔH偏大。

（II）用三段式計算，設(shè)從起始到平衡轉(zhuǎn)化N2物質(zhì)的量為xmol，

N2（g）+3 H2（g）2NH3 （g）

n（起始）（mol） 2 6 0

n（轉(zhuǎn)化）（mol） x 3x 2x

n（平衡）（mol） 2-x 6-3x 2x

則2-x+6-3x+2x=7mol，解得x=0.5，平衡時N2、H2、NH3物質(zhì)的量依次為1.5mol、4.5mol、1mol。保持上述反應(yīng)溫度不變，使a、b、c分別代表初始加入的N2、H2和NH3的物質(zhì)的量，如果反應(yīng)達到平衡后混和氣體中各物質(zhì)的物質(zhì)的量分數(shù)仍與上述平衡時完全相同，此時的平衡與原平衡為恒溫恒容下反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等的等效平衡，根據(jù)等效平衡的規(guī)律，采用極限法“一邊倒”換算各物質(zhì)物質(zhì)的量應(yīng)分別對應(yīng)相等，a+=2，b+=6。

（1）若a=1 mol，c=2 mol，則b=3mol，起始N2、H2物質(zhì)的量小于平衡時，NH3物質(zhì)的量大于平衡時，反應(yīng)起始時將向逆反應(yīng)方向進行。

（2）若規(guī)定起始時反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行，反應(yīng)物取最小值a=0，b=0，則c的最大值為4；反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行，則NH3的起始值大于平衡值，c1，c的范圍是1c4。

（3）該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，在上述裝置中，若需控制平衡后混合氣體物質(zhì)的量為6.5mol7mol，即使平衡向正反應(yīng)方向移動，可采取的措施是降低溫度。

（III）N2與反應(yīng)無關(guān)，首先不考慮N2。若固定活塞位置在3處不動，則A、B為恒溫恒容容器，A中起始充入2molSO2和1molO2，B中起始充入2molSO3，采用極限法“一邊倒”后相當于2molSO2和1molO2，與A中完全一致，則A、B平衡時為完全全等的等效平衡，達平衡時各物理量分別對應(yīng)相等。

（1）根據(jù)上述分析，固定活塞位置在3處不動，不考慮B中的N2，則A、B達到平衡時壓強相等；B中在平衡時再加入1molN2，化學(xué)平衡不移動，但N2也產(chǎn)生壓強，B中壓強增大，則平衡時PAPB。

（2）根據(jù)上述分析，要使A與B中平衡狀態(tài)相同移動活塞的位置在3處。

（3）活塞在3處時A、B中SO3物質(zhì)的量相等；若活塞右移到5處，即對B從3移到5，增大體積，減小壓強，平衡向逆反應(yīng)方向移動，則xy。

容器特點和反應(yīng)特點	等效條件	結(jié)果
恒溫恒容 反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不相等	起始投料換算成相同物質(zhì)表示時物質(zhì)的量對應(yīng)相等	兩次平衡時各組分百分含量、n、c、p均相同
恒溫恒容 反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等	起始投料換算成相同物質(zhì)表示時物質(zhì)的量對應(yīng)成比例	兩次平衡時各組分百分含量相同，n、c、p成比例變化
恒溫恒壓 所有有氣體參與的可逆反應(yīng)	起始投料換算成相同物質(zhì)表示時物質(zhì)的量對應(yīng)成比例	兩次平衡時各組分百分含量、c相同，n、V成比例變化