Question

【題目】短周期元素A、B、C、D、E原子序數依次增大。A是周期表中原子半徑最小的元素，B原子的價電子數等于該元素最低化合價的絕對值，C與D能形成D2C和D2C2兩種化合物，而D是同周期中金屬性最強的元素，E的負一價離子與C和A形成的某種化合物分子含有相同的電子數。

（1）A、C、D形成的化合物中含有的化學鍵類型為_______________。

（2）已知：①E－E→2E·；△H＝＋a kJ·mol-1

② 2A·→A－A；△H=－b kJ·mol-1

③E·＋A·→A－E；△H=－c kJ·mol-1（“·”表示形成共價鍵所提供的電子）

寫出298K時，A2與E2反應的熱化學方程式____________________________________。

（3）在某溫度下、容積均為2L的三個密閉容器中，按不同方式投入反應物，保持恒溫恒容，使之發生反應：2A2（g）＋BC（g）X（g）；△H＝－dJ·mol－1（d＞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到平衡時的有關數據如下：

實驗	甲	乙	丙
初始投料	2 molA2、1 molBC	1 molX	4 molA2、2 molBC
平衡時n（X）	0.5mol	n2	n3
反應的能量變化	放出Q1kJ	吸收Q2kJ	放出Q3kJ
體系的壓強	P1	P2	P3
反應物的轉化率	α1	α2	α3

①在該溫度下，假設甲容器從反應開始到平衡所需時間為4 min，則該時間段內A2的平均反應速率v(A2)________。

②該溫度下此反應的平衡常數K的值為___________。

③三個容器中的反應分別達平衡時各組數據關系正確的是_______（填序號）。

A．α1＋α2＝1 B．Q1＋Q2＝d 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達到新的平衡時A2的總轉化率為65.5%，請在下圖中畫出第5min 到新平衡時X的物質的量濃度的變化曲線。_______

Answer 1

【答案】離子鍵、共價鍵H2（g）＋Cl2（g）=2HCl（g）△H=（a＋b－2c）kJ·mol－10.125mol·L－1·min－14ABD

【解析】

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的元素，即為Na，F的負一價離子與C的氫化物分子含有相同的電子數，即為Cl；

(1)A、C、D形成的化合物中含有的化學鍵類型為：離子鍵、共價鍵；
(2)已知①Cl-Cl→2Cl；△H=+akJmol-1
②2H→H-H；△H=-bkJmol-1
③Cl+H→HCl；△H=-ckJmol-1
所以H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)可以是①-②+③×2得到的，所以反應的焓變△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的平均反應速率v(A2)==0.125molL-1min-1；
②該溫度下，反應2A2(g)+BC(g)X(g)的平衡常數K==4mol-2L2；
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2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)是放熱的，放出的熱量應該是Q1+Q2=a，故B正確；C．當氫氣和一氧化碳的投料增加一倍，則壓強會增大，導致化學平衡正向移動，移動的結果是反應物的轉化率增大，即α3＞α1，故C錯誤；D．投料2molH2、1molCO和1molCH3OH建立的平衡是等效的，所以P1=P2，當氫氣和一氧化碳的投料增加一倍，則壓強應是增大一倍，但是壓強增大，導致化學平衡正向移動，移動的結果是壓強比原來的2倍要小，即P3＜2P1=2P2，故D正確；E．由D中分析可知，n2=0.5，n3＞1.0mol，故E錯誤；F．當氫氣和一氧化碳的投料增加一倍，能量變化數值理論上也應該是原來的2倍，但是壓強引起化學平衡正向，而正向放熱，結果使得Q3＞2Q1，故F錯誤；選ABD；
④將甲容器的體系體積壓縮到1L，若在第8min 達到新的平衡時，
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 0.250.75
所以達到平衡時，甲醇的物質的量濃度是0.75mol/L，在第5min時，由于體積減半，所以甲醇的濃度應該加倍，即為0.25mol/L×2=0.5mol/L，所以5-8min內，甲醇的物質的量濃度從0.5mol/L升高到0.75mol/L，如圖所示：。