Question

三種不同條件下，分別向容積固定的2L密閉容器中充入2molA和1mol B，發(fā)生反應如下：2A（g）+B（g）?2D（g）+Q，相關條件和數據見下表．

	實驗Ⅰ	實驗Ⅱ	實驗Ⅲ
反應溫度/℃	800	800	850
達平衡時間/min	40	10	30
c（ D ）平衡/mol?L-1	0.5	0.5	0.15
反應的能量變化/kJ	Q1	Q2	Q3

請回答：
（1）實驗Ⅲ，反應進行到30min時的平均速率v （D）為

 

．
（2）實驗Ⅱ可能隱含的反應條件是

 

．
（3）下列描述中能說明上述反應已達平衡的是

 

（填序號）．
a．c（A）=2c（B）                       
b.2v（D）_正=v（B）_逆
c．容器內氣體密度不隨時間而變化     
d．容器內氣體壓強不隨時間而變化
（4）對比上述實驗，可知該反應的反應熱Q

 

0（填“＞”或“＜”），并將Q、Q₁、Q₂、Q₃按從小到大的順序排列：

 

．
（5）若實驗Ⅰ達到平衡后，保持溫度不變，再向密閉容器中通入由1mol A和1mol D組成的混合氣體，則平衡將

 

移動（填“正向”、“逆向”或“不”），新平衡狀態(tài)時c（D）為

 

mol?L^-1．

Answer 1

考點：化學平衡狀態(tài)的判斷,反應速率的定量表示方法,化學平衡的影響因素

專題：化學平衡專題

分析：（1）根據v=

△c

△t

計算反應速率；
（2）催化劑能改變反應速率但不影響平衡移動；
（3）反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，平衡時各種物質的物質的量、濃度等不再發(fā)生變化，可由此進行判斷；
（4）升高溫度平衡向吸熱反應方向移動，根據反應物和反應熱之間的關系式判斷；
（5）根據平衡常數表達式確定平衡是否移動．

解答： 解：解：（1）v（D）=

0.15mol/L

30min

=0.005mol?L^-1?min^-1，故答案為：0.005mol?L^-1?min^-1；
（2）實驗I與實驗II相比，反應溫度和體積相同，初始量相同，建立的化學平衡中c（D）也相同，說明兩個化學平衡在各組分的量上來說是相同的平衡狀態(tài)，只是到達化學平衡狀態(tài)所用時間不同，時間越短，化學反應速率越大，即實驗II中的化學反應速率大，可能使用了催化劑，即其隱含條件是使用了催化劑，
故答案為：使用（效率更高的）催化劑；
（3）a．c（A）=2c（B），只說明c（A）：c（B）=2：1，無法判斷正反應速率等于逆反應速率，因此a錯誤；b.2v （D）_正=v （B）_逆說明：v （B）_逆：v （D）_正═2：1不等于對應化學計量數之比，即正反應速率不等于逆反應速率，即b錯誤；
c．體積不變，氣體的質量不變，密度也會不變，用密度不變無法區(qū)分非平衡狀態(tài)和平衡狀態(tài)，即c錯誤；
d．反應2A （g）+B （g）?2D （g）是反應前后氣體的總物質的量不相等的反應，當體積固定時，根據阿伏伽德羅定律可知，溫度、體積相同時，氣體的物質的量之比等于壓強之比，容器內氣壓不隨時間變化，說明氣體的總物質的量不再發(fā)生變化，即說明可逆反應達到了化學平衡狀態(tài)，故d正確．
故選d；
（4）實驗III與實驗 II相比，體積相同，初始量相同，只是溫度不同，達到平衡時c（D）不同，可以這樣理解實驗III是實驗 II升溫建立的平衡，導致c（D）減下，即升溫平衡向逆反應方向移動，逆反應為吸熱反應，正反應為放熱反應，因此a＜0．
根據上面的分析，可以認為實驗III是實驗 II升溫建立的平衡，升溫平衡向逆反應方向移動，則實驗III放出的熱量數值小于實驗II放出的熱量數值，即Q₃＜Q₂．根據（2）的分析，實驗I與實驗II的化學平衡狀態(tài)相同（速率不同），則放出的熱量數值必然相同，即Q₁=Q₂．故Q₁、Q₂、Q₃按從小到大的順序排列為Q₃＜Q₁=Q₂，
該反應是可逆反應，所以Q₃＜Q₁=Q₂＜Q
故答案為：＜；Q₃＜Q₁=Q₂＜Q；
（5）若實驗I達到平衡后，根據A和D的關系式知，平衡時A和D的濃度相等都是0.5mol/L，若保持溫度不變，再向密閉容器中通入1mol A和1mol D后，則混合后，A和D的濃度仍然相等，根據K=

c2(D)

c2(A)．c(B)

知，溫度不變，平衡常數不變，且C和D的濃度不變，則平衡不移動，新平衡時，D的物質的量濃度=0.5mol/L+

1mol

2L

=1mol/L，
故答案為：不，1．

點評：本題考查反應速率的計算、化學平衡的移動等知識點，會根據濃度商和化學平衡常數的相對大小確定平衡移動方向，難度中等．