Question

短周期元素A、B、C、D、F原子序数依次增大．A是周期表中原子半径最小的元素，B是形成化合物种类最多的元素，C是自然界含量最多的元素，D是同周期中金属性最强的元素，F的负一价离子与C的某种氢化物分子含有相同的电子数．
（1）A、C、D形成的化合物中含有的化学键类型为

 

．
（2）已知：①F-F→2F；△H=+a kJ?mol^-1
②2A→A-A；△H=-b kJ?mol^-1
③F+A→AF；△H=-c kJ?mol^-1
写出298K时，A₂与F₂反应的热化学方程式

 

．
（3）在某温度下、容积均为2L的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温恒容，使之发生反应：2A₂（g）+BC（g）?X（g）；△H=-aJ?mol^-1（a＞0，X为A、B、C三种元素组成的一种化合物）．初始投料与各容器达到平衡时的有关数据如下：

容  器	甲	乙	丙
初始投料	2molA2、1molBC	1molX	4molA2、2molBC
平衡时n（X）	0.5mol	n2	n3
反应的能量变化	放出Q1kJ	吸收Q2kJ	放出Q3kJ
体系的压强	P1	P2	P3
反应物的转化率	α1	α2	α3

①在该温度下，假设容器甲从反应开始到平衡所需时间为4min，则A₂的平均反应速率v（ A₂）=

 

．
②该温度下，反应2A₂（g）+BC（g）?X（g） 的平衡常数K值为

 

．
③三个容器中的反应分别达平衡时各组数据关系正确的是

 

（填序号）．
A．α₁+α₂=1  B．Q₁+Q₂=a       C．α₃＜α₁
D．P₃＜2P₁=2P₂  E．n₂＜n₃＜1.0mol   F．Q₃=2Q₁
④在其他条件不变的情况下，将甲容器的体系体积压缩到1L，若在第8min达到新的平衡时A₂的总转化率为75%，请在如图中画出第5min 到新平衡时X的物质的量浓度的变化曲线．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,用盖斯定律进行有关反应热的计算,物质的量或浓度随时间的变化曲线

专题：化学平衡专题

分析：A是周期表中原子半径最小的元素，即为H，B是形成化合物种类最多的元素，即为C，C是自然界含量最多的元素，即为O，D是同周期中金属性最强的元素，即为Na，F的负一价离子与C的氢化物分子含有相同的电子数，即为Cl．
（1）氢氧化钠中的成键情况确定化学键组成；
（2）根据热化学方程式的书写方法结合盖斯定律来计算；
（3）①根据v=

△c

△t

来计算化学反应速率；
②用三行式计算化学平衡常数；
③根据等效平衡知识借助极限转化思想来回答判断；
④根已知条件求出甲醇在5min和8min时的物质的量浓度，然后再作图即可．

解答： 解：A是周期表中原子半径最小的元素，即为H，B是形成化合物种类最多的元素，即为C，C是自然界含量最多的元素，即为O，D是同周期中金属性最强的元素，即为Na，F的负一价离子与C的氢化物分子含有相同的电子数，
即为Cl．
（1）A、C、D形成的化合物中含有的化学键类型为：离子键、共价键，故答案为：离子键、共价键；
（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H₂（g）+Cl₂（g）=2HCl（g）可以是①-②+③×2得到的，所以反应的焓变△H=-（2c-a-b）kJ/mol，故答案为：H₂（g）+Cl₂（g）=2HCl（g）△H=-（2c-a-b）kJ/mol；
（3）①2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g）；
初始量：2         1       0
变化量：1        0.5      0.5
平衡量：1       0.5        0.5
在该温度下，A₂的平均反应速率v（ A₂）=

1mol 2L

4min

=0.125 mol?L^-1?min^-1，故答案为：0.125 mol?L^-1?min^-1；
②该温度下，反应2A₂（g）+BC（g）?X（g） 的平衡常数K=

0.5 2

( 1 2 )2× 0.5 2

=4mol^-2?L²，故答案为：4mol^-2?L²；
③A、投料2molH₂、1molCO和1molCH₄O建立的平衡是等效的，只是建立的方向不一样，所以α₁+α₂=1，故A正确；
B、料2molH₂、1molCO和1molCH₃OH建立的平衡是等效的，反应2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g）是放热的，放出的热量应该是Q₁+Q₂=a，故B正确；
C、当氢气和一氧化碳的投料增加一倍，则压强会增大，导致化学平衡正向移动，移动的结果是反应物的转化率增大，即α₃＞α₁，故C错误；
D、投料2molH₂、1molCO和1molCH₃OH建立的平衡是等效的，所以P₁=P₂，当氢气和一氧化碳的投料增加一倍，则压强应是增大一倍，但是压强增大，导致化学平衡正向移动，移动的结果是压强比原来的2倍要小，即P₃＜2P₁=2P₂，故D正确；
E、当氢气和一氧化碳的投料增加一倍，能量变化数值理论上也应该是原来的2倍，但是压强引起化学平衡正向，而正向放热，结果使得Q₃＞2Q₁，故E错误．
选ABD．
④将甲容器的体系体积压缩到1L，若在第8min 达到新的平衡时，
        2H₂（g）+CO（g）?CH₄O（g）
初始量：2        1        0
变化量：1.5      0.75      0.75
平衡量：0.5      0.25     0.75
所以达到平衡时，甲醇的物质的量浓度是0.75mol/L，在第5min时，由于体积减半，所以甲醇的浓度应该加倍，即为0.25mol/L×2=0.5mol/L，所以5-8min内，甲醇的物质的量浓度从0.5mol/L升高到0.75mol/L，如图所示：







，故答案为：








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点评：本题涉及化学平衡的建立、等效平衡以及化学平衡的有关计算等知识，属于综合知识的考查，难度大，要求学生具有分析和解决问题的能力．