Question

【題目】Ⅰ.開發新能源，新材料是實現社會可持續發展的需要。下圖是LiBH4/MgH2體系放氫的焓變示意圖，則Mg(s)+2B(s)==MgB2(s)的ΔH=_________kJ·mol-1。

Ⅱ.在1.0L恒容密閉容器中放入0.10mol A(g)，在一定溫度時進行如下反應：A(g)==2B(g)+C(g)+D(S) ΔH=+85.1kJ·mol-1。

容器內氣體總壓強P與起始壓強P0的比值隨反應時間變化數據見下表：

時間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

回答下列問題：

（1）下列能提高A的轉化率的是______________。

A.升高溫度 B.向體系中通入氣體A

C. 減少D的物質的量 D.向體系中通入稀有氣體

（2）下列說法能表明該反應達到化學平衡狀態的是_______________。

A.A、B、C的物質的量之比為1∶2∶1 B.單位時間內生成2n mol B，同時生成n mol C

C.容器中氣體的密度不變 D.容器中氣體的平均摩爾質量不變

（3）達到平衡狀態時A的轉化率是________（結果保留兩位有效數字）。

（4）相同條件下，若該反應從逆向開始，建立與上述相同的化學平衡，則D的取值范圍為n(D)_______ mol。

（5）相同條件下，若將容器改為恒壓容器，進行上述反應，某時刻，A的轉化率為75%，則此時B的物質的量濃度為______________mol/L。

Answer 1

【答案】 -93 A CD 70％ >0.03 0.06

【解析】Ⅰ

（1）由圖可以知道：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）由反應A(g)==2B(g)+C(g)+D(S) ΔH=+85.1kJ·mol-1可知,D為固體,反應前后氣體體積增大的吸熱反應, A.升高溫度,平衡正向移動,所以A的轉化率增大,故A正確。B、體系中通入A氣體,相當于增大體系壓強,平衡逆向進行A的轉化率減小,故B錯誤。C、D是固體，減少D的物質的量，平衡不移動，A的轉化率不變，故C錯誤。D.向體系中通入稀有氣體，總壓強增大，但是反應混合物所占的分壓不變，A的轉化率不變，故D錯誤。（2）可以根據反應速率不再改變或濃度不再發生變化來判斷達到平衡狀態。A.A、B、C的物質的量之比為1∶2∶1不能說明三者的物質的量濃度不再變化，故A錯誤。B.單位時間內生成2n mol B，說明反應正向進行，生成n mol C，說明反應也是正向進行，反應沒有達到平衡狀態，故B錯誤。C、此反應反應前后氣體的質量發生了變化，密度也發生了變化，容器中氣體的密度不變，說明氣體不再變化，說明達到平衡狀態，故C正確。D、氣體平均摩爾質量等于總質量比總物質的量，如果反應正向進行則氣體摩爾質量在不斷減小，反之在增大，當氣體的平均摩爾質量不變時，說明達到平衡狀態。（3）容器內氣體總壓強(P)與起始壓強的比值在后不變說明反應達到平衡狀態,平衡時氣體壓強之比為
　　　　,
　　起始量 0 0
　　　變化量　 x
2小時量x
壓強之比等于氣體物質的量之比,


平衡時A的轉化率,（4）若該反應從逆向開始,建立與上述相同的化學平衡,為等效平衡,只要按照A完全轉化時得到D的量計算即可,根據(2)知,如果A完全反應生成生成,如果加入四種物質,A最多轉化為,則還需要加入,又因為D是固體,所以最少加入達到等效平衡狀態,所以D的取值范圍（5）)反應后氣體物質的量為:0.1-0.075+2×0.075+0.075=0.25mol,相同壓強下,氣體體積之比等于物質的量之比,反應后氣體體積為: 0.25/0.1=0.25，V=0.25L,所以B的濃度為0.15/0.25=0.06 mol/L