Question

短周期元素A、B、C、D、E原子序數(shù)依次增大。A是周期表中原子半徑最小的元素，B是形成化合物種類最多的元素，C是自然界含量最多的元素，D是同周期中金屬性最強(qiáng)的元素，E的負(fù)一價(jià)離子與C的某種氫化物W分子含有相同的電子數(shù)。
（1）A、C、D形成的化合物中含有的化學(xué)鍵類型為        ；W的電子式        。
（2）已知：①2E → E－E；＝－a kJ·mol^-1 ② 2A → A－A；=－b kJ·mol^-1
③E＋A → A－E；=－c kJ·mol^-1
寫出298K時(shí)，A₂與E₂反應(yīng)的熱化學(xué)方程式                                   。
（3）在某溫度下、容積均為2L的三個(gè)密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫恒容，使之發(fā)生反應(yīng)：2A₂（g）＋BC（g）X（g）；＝－a KJ·mol^－1（a＞0，X為A、B、C三種元素組成的一種化合物）。初始投料與各容器達(dá)到平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn)	甲	乙	丙
初始投料	2 mol A2、1 mol BC	1 mol X	4 mol A2、2 mol BC
平衡時(shí)n（X）	0.5mol	n2	n3
反應(yīng)的能量變化	放出Q1kJ	吸收Q2kJ	放出Q3kJ
體系的壓強(qiáng)	P1	P2	P3
反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率	1	2	3

 
①在該溫度下，假設(shè)甲容器從反應(yīng)開始到平衡所需時(shí)間為4 min，則A₂的平均反應(yīng)速率( A₂)為    。
②該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K的值為          。
③下列現(xiàn)象能說(shuō)明甲容器中的反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的有            （填序號(hào)）。
A.內(nèi)A₂、BC、X的物質(zhì)的量之比為2：1：1
B.內(nèi)氣體的密度保持恒定
C.內(nèi)A₂氣體的體積分?jǐn)?shù)保持恒定
D.2 V_正（A₂）=V_逆（BC）
④三個(gè)容器中的反應(yīng)分別達(dá)平衡時(shí)各組數(shù)據(jù)關(guān)系正確的是      （填序號(hào)）。
A．α₁＋α₂＝1          B．Q₁＋Q₂＝a          C．α₃＜α₁
D．P₃＜2P₁＝2P₂     E．n₂＜n₃＜1.0mol         F．Q₃＝2Q₁
（4）在其他條件不變的情況下，將甲容器的體系體積壓縮到1L，若在第8min達(dá)到新的平衡時(shí)A₂的總轉(zhuǎn)化率為75%，請(qǐng)?jiān)谏蠄D中畫出第5min 到新平衡時(shí)X的物質(zhì)的量濃度的變化曲線。

Answer 1

（1）離子鍵、共價(jià)鍵（1分）（1分）
（2）H₂（g）＋Cl₂（g）＝2HCl（g）；△H＝（a＋b－2c）kJ·mol^－1（2分）
（3）①0.125mol·L^－1·min^－1（2分）  ② 4（2分）  ③ C（2分）  ④ ABD（2分）
（4）（2分）

解析試題分析：A是周期表中原子半徑最小的元素，即為H，B是形成化合物種類最多的元素，即為C
，C是自然界含量最多的元素，即為O，D是同周期中金屬性最強(qiáng)的元素，即為Na，E的負(fù)一價(jià)離子與C的某種氫化物分子W含有相同的電子數(shù)，由于E的原子序數(shù)最大，則E即為Cl，因此W是雙氧水。
（1）A、C、D形成的化合物是氫氧化鈉，其中含有的化學(xué)鍵類型為：離子鍵、共價(jià)鍵；雙氧水分子中含有極性鍵和非極性鍵，屬于共價(jià)化合物，因此雙氧水的電子式為。
（2）已知①Cl-Cl→2Cl；△H=+a kJ?mol^-1、②2H→H-H；△H=-b kJ?mol^-1、③Cl+H→HCl；△H=-c kJ?mol^-1，所以依據(jù)蓋斯定律可知H₂（g）+Cl₂（g）=2HCl（g）可以是①-②+③×2得到的，因此反應(yīng)的焓變△H＝－（2c-a-b）kJ/mol。
（3）①2H₂（g）+CO（g）CH₃OH（g）
初始量：2           1                 0
變化量：1          0.5             0.5
平衡量：1         0.5              0.5
在該溫度下，A₂的平均反應(yīng)速率v（A₂）＝＝0.125 mol?L^-1?min^-1；
②化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值，因此該溫度下，反應(yīng)2H₂（g）+CO（g）CH₃OH（g）的平衡常數(shù)K=＝4mol^-2?L²；
③在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)（但不為0），反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)，則A、平衡時(shí)各種物質(zhì)的濃度或物質(zhì)的量不再發(fā)生變化，但它們之間的物質(zhì)的量不一定相等或滿足某種關(guān)系，因此容器內(nèi)A₂、BC、X的物質(zhì)的量之比為2：1：1不能說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)，A不正確；B、密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量和容積始終是不變的，因此容器內(nèi)氣體的密度保持恒定不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，B不正確；C、容器內(nèi)A₂氣體的體積分?jǐn)?shù)保持恒定可以說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C正確；D、2V_正（A₂）＝V_逆（BC）說(shuō)明二者的反應(yīng)速率方向是相反的，但不能滿足反應(yīng)速率之比是相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，D不正確，答案選C。
④A、投料2molH₂、1molCO和1molCH₄O建立的平衡是等效的，只是建立的方向不一樣，所以α₁+α₂=1，故A正確；B、料2molH₂、1molCO和1molCH₃OH建立的平衡是等效的，反應(yīng)2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g）是放熱的，放出的熱量應(yīng)該是Q₁+Q₂=a，故B正確；C、當(dāng)氫氣和一氧化碳的投料增加一倍，則壓強(qiáng)會(huì)增大，導(dǎo)致化學(xué)平衡正向移動(dòng)，移動(dòng)的結(jié)果是反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大，即α₃＞α₁，故C錯(cuò)誤；D、投料2molH₂、1molCO和1molCH₃OH建立的平衡是等效的，所以P₁=P₂，當(dāng)氫氣和一氧化碳的投料增加一倍，則壓強(qiáng)應(yīng)是增大一倍，但是壓強(qiáng)增大，導(dǎo)致化學(xué)平衡正向移動(dòng)，移動(dòng)的結(jié)果是壓強(qiáng)比原來(lái)的2倍要小，即P₃＜2P₁=2P₂，故D正確；E、當(dāng)氫氣和一氧化碳的投料增加一倍，能量變化數(shù)值理論上也應(yīng)該是原來(lái)的2倍，但是壓強(qiáng)引起化學(xué)平衡正向，而正向放熱，結(jié)果使得Q₃＞2Q₁，故E錯(cuò)誤。選ABD。
（4）將甲容器的體系體積壓縮到1L，若在第8min 達(dá)到新的平衡時(shí)，則
2H₂（g）+CO（g）CH₄O（g）
初始量：2          1              0
變化量：1.5      0.75          0.75
平衡量：0.5      0.25          0.75
所以達(dá)到平衡時(shí)，甲醇的物質(zhì)的量濃度是0.75mol/L，在第5min時(shí)，由于體積減半，所以甲醇的濃度應(yīng)該加倍，即為0.25mol/L×2=0.5mol/L，所以5-8min內(nèi)，甲醇的物質(zhì)的量濃度從0.5mol/L升高到0.75mol/L，如圖所示：
 。
考點(diǎn)：考查元素推斷、化學(xué)鍵、電子式、熱化學(xué)方程式、反應(yīng)速率與平衡常數(shù)的計(jì)算、外界條件對(duì)平衡狀態(tài)的影響以及平衡狀態(tài)的判斷鞥