Question

【题目】Ⅰ.开发新能源，新材料是实现社会可持续发展的需要。下图是LiBH4/MgH2体系放氢的焓变示意图，则Mg(s)+2B(s)==MgB2(s)的ΔH=_________kJ·mol-1。

Ⅱ.在1.0L恒容密闭容器中放入0.10mol A(g)，在一定温度时进行如下反应：A(g)==2B(g)+C(g)+D(S) ΔH=+85.1kJ·mol-1。

容器内气体总压强P与起始压强P0的比值随反应时间变化数据见下表：

时间t/min	0	1	2	4	8	16	20	25
P/P0	1.00	1.50	1.80	2.20	2.30	2.38	2.40	2.40

回答下列问题：

（1）下列能提高A的转化率的是______________。

A.升高温度 B.向体系中通入气体A

C. 减少D的物质的量 D.向体系中通入稀有气体

（2）下列说法能表明该反应达到化学平衡状态的是_______________。

A.A、B、C的物质的量之比为1∶2∶1 B.单位时间内生成2n mol B，同时生成n mol C

C.容器中气体的密度不变 D.容器中气体的平均摩尔质量不变

（3）达到平衡状态时A的转化率是________（结果保留两位有效数字）。

（4）相同条件下，若该反应从逆向开始，建立与上述相同的化学平衡，则D的取值范围为n(D)_______ mol。

（5）相同条件下，若将容器改为恒压容器，进行上述反应，某时刻，A的转化率为75%，则此时B的物质的量浓度为______________mol/L。

Answer 1

【答案】 -93 A CD 70％ >0.03 0.06

【解析】Ⅰ

（1）由图可以知道：①．2LiBH4（s）+MgH2（s）=2LiH（s）+2B（s）+MgH2（s）+3H2（g）△H=+200 kJmol-1，
②2LiBH4（s）+MgH2（s）=2LiBH4（s）+Mg（s）+H2（g）△H=+76 kJmol-1
③2LiBH4（s）+MgH2（s）=2LiH（s）+MgB2（s）+4H2（g）△H=+183 kJmol-1
④2LiH（s）+MgB2（s）+4H2（g）=2LiH（s）+2B（s）+MgH2（s）+3H2（g）△H=+17kJmol-1，即：MgB2（s）+H2（g）=2B（s）+MgH2（s）△H=+17 kJmol-1，
所以-④-②得：Mg（s）+2B（s）═MgB2（s） △H=-93kJmol-1，

Ⅱ

（1）由反应A(g)==2B(g)+C(g)+D(S) ΔH=+85.1kJ·mol-1可知,D为固体,反应前后气体体积增大的吸热反应, A.升高温度,平衡正向移动,所以A的转化率增大,故A正确。B、体系中通入A气体,相当于增大体系压强,平衡逆向进行A的转化率减小,故B错误。C、D是固体，减少D的物质的量，平衡不移动，A的转化率不变，故C错误。D.向体系中通入稀有气体，总压强增大，但是反应混合物所占的分压不变，A的转化率不变，故D错误。（2）可以根据反应速率不再改变或浓度不再发生变化来判断达到平衡状态。A.A、B、C的物质的量之比为1∶2∶1不能说明三者的物质的量浓度不再变化，故A错误。B.单位时间内生成2n mol B，说明反应正向进行，生成n mol C，说明反应也是正向进行，反应没有达到平衡状态，故B错误。C、此反应反应前后气体的质量发生了变化，密度也发生了变化，容器中气体的密度不变，说明气体不再变化，说明达到平衡状态，故C正确。D、气体平均摩尔质量等于总质量比总物质的量，如果反应正向进行则气体摩尔质量在不断减小，反之在增大，当气体的平均摩尔质量不变时，说明达到平衡状态。（3）容器内气体总压强(P)与起始压强的比值在后不变说明反应达到平衡状态,平衡时气体压强之比为
　　　　,
　　起始量 0 0
　　　变化量　 x
2小时量x
压强之比等于气体物质的量之比,


平衡时A的转化率,（4）若该反应从逆向开始,建立与上述相同的化学平衡,为等效平衡,只要按照A完全转化时得到D的量计算即可,根据(2)知,如果A完全反应生成生成,如果加入四种物质,A最多转化为,则还需要加入,又因为D是固体,所以最少加入达到等效平衡状态,所以D的取值范围（5）)反应后气体物质的量为:0.1-0.075+2×0.075+0.075=0.25mol,相同压强下,气体体积之比等于物质的量之比,反应后气体体积为: 0.25/0.1=0.25，V=0.25L,所以B的浓度为0.15/0.25=0.06 mol/L