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11.如图向A、B中均充入1molX、1moIY,起始时A、B的体积相等都等于aL.在相同温度压强和催化剂存在的条件下,关闭活塞K,使两容器中各自发生下述反应:X(g)+Y(g)?2Z(g)+W(g);△H<0.达平衡时,A的体积为1.4aL.下列说法错误的是(  )
A.反应速率:v(B)>v(A)
B.A容器中X的转化率为80%
C.平衡时的压强:PB=PA
D.平衡时向A容器中充入与反应无关的气体M,能减慢A容器内化学反应的速率

分析 A.对容器A来说,在建立化学平衡的过程中,反应混合物的总物质的量会增大,根据阿伏伽德罗定律(同温同容时,压强之比等于物质的量之比),其体积要增大,各组分的物质的量浓度就要减小,其反应速率也要减小.对于B容器来说,体积不变,各组分初始浓度和A相同,每个时刻的反应速率都将大于A容器,即反应速率:v(B)>v(A);
 B.根据阿伏伽德罗定律(同温同容时,压强之比等于物质的量之比),达平衡后,混合气体的物质的量是初始时物质的量的1.4倍,即1.4×2mol=2.8mol,即增加了0.8mol,根据化学方程式的计算分析;
C.因为B容器的初始量和A容器相同,在相同温度下,当A容器的体积和B容器体积相同时,达到平衡后,各组分的浓度、百分含量、容器的压强都相等,且压强为PB,当把此时A容器体积由a体积扩大为1.4aL,不考虑平衡移动时压强会变为$\frac{5{P}_{B}}{7}$,当再建立平衡时,A容器的原平衡将向正反应方向移动,尽管气体的总物质的量要增加,但体积变化对压强的影响大;
D.A容器为恒温恒压容器,平衡时向A容器中充入与反应无关的气体M为保持恒压,体积增大,压强减小平衡正向进行;

解答 解:A.对X(g)+Y(g)?2Z(g)+W(g)来说,开始时只加入反应物X和Y,该反应将向正反应发向进行以建立化学平衡.对容器A来说,在建立化学平衡的过程中,反应混合物的总物质的量会增大,根据阿伏伽德罗定律(同温同容时,压强之比等于物质的量之比),其体积要增大,各组分的物质的量浓度就要减下,其反应速率也要减小.对于B容器来说,体积不变,各组分初始浓度和A容器中相同,每个时刻的反应速率都将大于A容器,即反应速率:v(B)>v(A),故A正确;
 B.根据阿伏伽德罗定律(同温同容时,压强之比等于物质的量之比),达平衡后,混合气体的物质的量是初始时物质的量的1.4倍,即1.4×2mol=2.8mol,即增加了0.8mol,根据化学方程式的计算可知,
X (g)+Y(g)?2Z(g)+W(g)△n
  1                                     1
  0.8mol                             0.8mol
即达平衡后,反应掉0.8mol,A容器中X的转化率为80%,故B正确;
C.因为B容器的初始量和A容器的初始量相同,在相同温度下,当A容器的体积和B容器体积相同时,达到平衡后,各组分的浓度、百分含量、容器的压强都相等,且压强为PB,当把此时A容器体积由a体积扩大为1.4aL,不考虑平衡移动时压强会变为$\frac{5{P}_{B}}{7}$,当再建立平衡时,A容器的原平衡将向正反应方向移动,尽管气体的总物质的量要增加,但体积变化对压强的影响大,即PB>PA,故C错误;
D.A容器为恒温恒压容器,平衡时向A容器中充入与反应无关的气体M,为保持恒压,体积增大压强减小平衡正向进行,反应速率减小,能减慢A容器内化学反应的速率,故D正确;
故选C.

点评 本题难度较大,需要设计平衡和变换平衡,要求有清晰的思维过程,是一则训练思维的好题,注意恒温恒容和恒温恒压容器中的应用分析.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

1.有下列七种物质:A.O2B.冰   C.氯化铵   D.NH3    E.烧碱    F.MgCl2    G.Na2O2   H.Ar
其中,只含有极性键的是BD(填序号,下同),含非极性键的是:AG,是离子化合物的是CEFG.

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2.四种常见元素的性质或结构信息如表.试根据信息回答有关问题.
元素ABCD
性质
结构
信息
原子核外有两个电子层,最外层有3个未成对的电子原子的M层有1对成对的p电子原子核外电子排布为[Ar]3d104sx,有+1、+2两种常见化合价有两种常见氧化物,其中有一种是冶金工业常用的还原剂
(1)元素A与其同周期相邻两种元素原子的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C(用元素符号表示);
(2)B元素的低价氧化物分子中心原子的杂化方式为sp2杂化
(3)D元素最高价氧化物的熔点比同主族相邻元素最高价氧化物的熔点低(填“高”或“低”),其原因是晶体类型不同,二氧化碳形成分子晶体,二氧化硅形成原子晶体;
(4)往C元素的硫酸盐溶液中逐滴加入过量A元素的氢化物水溶液,观察到的现象为先生成蓝色沉淀,后沉淀溶解生成深蓝色溶液;请写出上述过程的离子方程式:Cu2++2NH3•H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+;Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-.
(5)C晶体的堆积方式如图所示,设C原子半径为r cm,阿伏伽德罗常数用NA表示,C晶体的堆积模型为面心立方最密堆积,C晶体的密度为$\frac{16}{\sqrt{2}{r}^{3}{N}_{A}}$ g•cm-3(要求写表达式,可以不化简).晶胞中原子空间利用率为74% (要求写表达式,可以不化简).

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19.乙二醛(OHC-CHO)是一种重要的精细化工产品.
Ⅰ.工业生产乙二醛
(1)乙醛(CH3CHO)液相硝酸氧化法
在Cu(NO3)2催化下,用稀硝酸氧化乙醛制取乙二醛,反应的化学方程式为3CH3CHO+4HNO3$\stackrel{Cu(NO_{3})_{2}}{→}$3OHC-CHO+4NO↑+5H2O;
(2)乙二醇(HOCH2CH2OH)气相氧化法
①已知:OHC-CHO(g)+2H2(g)?HOCH2CH2OH(g)△H=-78kJ•mol-1 K1
2H2(g)+O2(g)?2H2O(g)△H=-484kJ•mol-1  K2
乙二醇气相氧化反应HOCH2CH2OH(g)+O2(g)?OHC-CHO(g)+2H2O(g)的△H=-406kJ•mol-1;相同温度下,该反应的化学平衡常数K=$\frac{{K}_{2}}{{K}_{1}}$(用含K1、K2的代数式表示);
②当原料气中氧醇比为1.35时,乙二醛和副产物CO2的产率与反应温度的关系如图1所示.反应温度在450~495℃之间和超过495℃时,乙二醛产率降低的主要原因分别是升高温度,主反应平衡逆向移动;、温度超过495℃时,乙二醇大量转化为二氧化碳等副产物;

Ⅱ.乙二醛电解氧化制备乙醛酸(OHC-COOH)的生产装置如图2所示,通电后,阳极产生的Cl2与乙二醛溶液反应生成乙醛酸.
(3)阴极反应式为2H++2e-=H2↑;
(4)阳极液中盐酸的作用,除了产生氯气外,还有增强溶液导电性;
(5)保持电流强度为a A,电解t min,制得乙醛酸m g,列式表示该装置在本次电解中的电流效率η=$\frac{5mf}{111at}$%;
(设:法拉第常数为f Cmol-1;η=$\frac{生产目标产物消耗的电子数}{电极上通过的电子总数}$×100% )

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6.下列物质的电子式正确的是(  )
A.B.C.D.

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16.乙醛在氧化铜催化剂存在的条件下,可以被空气氧化成乙酸.依据此原理设计实验制得并在试管C中收集到少量乙酸溶液(如图所示:试管A中装有40%的乙醛水溶液、氧化铜粉末;试管C中装有适量蒸馏水;烧杯B中装有某液体).已知在60℃~80℃时用双连打气球鼓入空气即可发生乙醛的氧化反应,连续鼓入十几次反应基本完全.有关物质的沸点见下表:
物质乙醛乙酸甘油乙醇水
沸点20.8℃117.9℃290℃78.5℃100℃
请回答下列问题:
(1)试管A内在60℃~80℃时发生的主要反应的化学方程式为(注明反应条件)2CH3CHO+O2$→_{60℃-80℃}^{CuO}$2CH3COOH;
(2)如图所示在实验的不同阶段,需要调整温度计在试管A内的位置,在实验开始时温度计水银球的位置应在试管A 的反应液中,目的是测量反应溶液的温度;当试管A内的主要反应完成后温度计水银球的位置应在略低于试管A 的支管口处,目的是收集含乙酸的馏分
(3)烧杯B的作用是使试管A内的反应液均匀受热发生反应,烧杯B内盛装的液体可以是甘油(在题给物质中找);
(4)若想检验试管C中是否含有产物乙酸,请你在所提供的药品中进行选择,设计一个简便的实验方案.所提供的药品有:pH试纸、红色的石蕊试纸、白色的醋酸铅试纸、碳酸氢钠粉末.实验仪器任选.该方案为将少量碳酸氢钠粉未,放入一个洁净的试管中,加入少量试管C中的液体,若有气体产生,则说明试管C中含有产物乙酸.(或把一块pH试纸放在表面皿(或玻璃片)上,用洁净、干燥的玻璃棒蘸取试管C内的液体,点在pH试纸中部,试纸变色后,用标准比色卡比较来确定溶液的pH,进而说明是否有乙酸生成).

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3.下列实验现象,是由于发生加成反应而引起的是(  )
A.乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.苯与溴水混合,反复振荡后溴水层颜色变浅
C.油脂使溴的四氯化碳溶液褪色
D.甲烷与氯气混合,光照一段时间后黄绿色消失

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20.下列化合物中含有2个手性碳原子的是(  )
A.B.
C.CH3CH2COOHD.

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3.环保部门的技术人员常用草酸(H2C2O4)测定酸性工业废水中MnO4-的浓度.某课题组研究发现:少量的摩尔氏盐[FeSO4?(NH4)2SO4?6H2O]可加快溶液紫红色的褪去.为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下:
请回答下列问题:
(1)请完成以下表格(表中不要留有空格):
实验编号实验目的温度废水样品2.0mLH2C2O4的浓度
①为以下实验作参照273K4.0mL0.10mol?L-1
②298K4.0mL0.10mol?L-1
③探究浓度对反应速率的影响273K0.20mol?L-1
(2)请写出酸性KMnO4溶液与草酸反应生成CO2的离子方程式:2MnO4-+5H2C2O4+6H+═2Mn2++8H2O+10CO2↑
2MnO4-+5H2C2O4+6H+═2Mn2++8H2O+10CO2↑.
(3)某课题组对摩尔氏盐[FeSO4?(NH4)2SO4?6H2O]中起加快溶液紫红色褪去的成分提出如下假设,请你完成假设二、假设三:
假设一:SO42- 起催化作用.;
假设二:Fe2+起还原作用或起催化作用;
假设三:NH4+起还原作用或起催化作用.
(4)请你设计实验验证上述假设一是否成立,完成下表中的内容.
实验方案(不要求写具体操作过程)预期的实验现象和结论
取等量的废水样品于两支试管中,…

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