Question

【題目】（Ⅰ）某化學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）實驗中能否用環形銅絲攪拌棒代替環形玻璃攪拌棒?____(填“能”或“否”),其原因是______________________________________________________________。

（3）他們記錄的實驗數據如下:

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),反應后溶液的比熱容c為4.18 kJ·℃-1·kg-1,各物質的密度均為1 g·cm-3。

①計算完成上表中的ΔH。

（4）若用KOH代替NaOH,對測定結果____(填“有”或“無”)影響;若用醋酸代替HCl做實驗,對測定結果____(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）：容器中發生以下的反應：N2（g）+3 H2（g）2NH3 （g） （正反應為放熱反應）。若反應達到平衡后，測得混和氣體為7 mol ，據此回答下列問題：保持上述反應溫度不變，使a、b、c分別代表初始加入的N2、H2和NH3的物質的量，如果反應達到平衡后混和氣體中各物質的物質的量分數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，反應起始時將向___方向進行（填 “正反應”或“逆反應”）

（2）若規定起始時反應向逆反應方向進行，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，在相同條件下發生可逆反應：2 SO2（g）+O2（g） 2 SO3（g）。根據下列要求填寫空白：

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

（2）若要使A與B中平衡狀態相同，可移動活塞的位置應在____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 的關系是x____y. (填“<”、“=”、“>”)。

Answer 1

【答案】 量筒 溫度計 不能，金屬易導熱,熱量散失導致誤差大 kJ·mol-1 無 有 3 逆反應 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，等效平衡規律的應用，外界條件對化學平衡的影響，化學平衡的計算。

（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前后的溫度。

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

（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，反應生成的H2O的物質的量為：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，對測定結果有影響，使測得的中和熱ΔH偏大。

（II）用三段式計算，設從起始到平衡轉化N2物質的量為xmol，

N2（g）+3 H2（g）2NH3 （g）

n（起始）（mol） 2 6 0

n（轉化）（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物質的量依次為1.5mol、4.5mol、1mol。保持上述反應溫度不變，使a、b、c分別代表初始加入的N2、H2和NH3的物質的量，如果反應達到平衡后混和氣體中各物質的物質的量分數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前后氣體分子數不等的等效平衡，根據等效平衡的規律，采用極限法“一邊倒”換算各物質物質的量應分別對應相等，a+=2，b+=6。

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

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

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

（III）N2與反應無關，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相等。

（1）根據上述分析，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，化學平衡不移動，但N2也產生壓強，B中壓強增大，則平衡時PAPB。

（2）根據上述分析，要使A與B中平衡狀態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，平衡向逆反應方向移動，則xy。

容器特點和反應特點	等效條件	結果
恒溫恒容 反應前后氣體分子數不相等	起始投料換算成相同物質表示時物質的量對應相等	兩次平衡時各組分百分含量、n、c、p均相同
恒溫恒容 反應前后氣體分子數相等	起始投料換算成相同物質表示時物質的量對應成比例	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	起始投料換算成相同物質表示時物質的量對應成比例	兩次平衡時各組分百分含量、c相同，n、V成比例變化