Question

17．下列反應(yīng)在210℃時達(dá)到平衡：
①PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）；△H₁＞0  K₁=1mol•L^-1
②CO（g）+Cl₂（g）?COCl₂（g）；△H₁＜0  K₂=5×10⁴L•mol^-1
③COCl₂（g）?CO（g）+Cl₂（g）
④2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）；△H₄＜0
（1）反應(yīng)③的平衡常數(shù)K₃為2×10^-5 mol•L^-1．
（2）要使反應(yīng)①和反應(yīng)②的K數(shù)值相等，可采取的措施是C（填序號）．
A．降低反應(yīng)①、②體系中Cl₂濃度
B．反應(yīng)①、②選擇不同的催化劑
C．反應(yīng)①、反應(yīng)②同時升高溫度
D．反應(yīng)①、反應(yīng)②同時降低溫度
E．反應(yīng)①降低溫度，反應(yīng)②維持210℃
（3）在甲、乙兩容器中分別發(fā)生反應(yīng)④，甲恒容、乙恒壓，溫度相同且恒定．起始時甲中加入0.02molSO₂和0.01molO₂，乙中加入0.02molSO₃氣體，開始時兩容器壓強相等，最后分別達(dá)到平衡．下列有關(guān)它們達(dá)到平衡狀態(tài)后的敘述正確的是B（填序號）．
A．體積：甲可能小于乙
B．SO₃的物質(zhì)的量：甲一定小于乙
C．壓強：甲可能大于乙
D．濃度比$\frac{c（S{O}_{2}）}{c（S{O}_{3}）}$：甲一定小于乙
（4）丙容器為容積不變的反應(yīng)容器，要求通過調(diào)節(jié)體系的溫度使反應(yīng)④達(dá)到平衡時，保持容器內(nèi)氣體總物質(zhì)的量為12mol．現(xiàn)向容器中加主xmolSO₂，6.5mol O₂，2.0molSO₃．①若x=5.5，需要降低（填“降低”“升高”或“保持”）體系溫度，使反應(yīng)在平衡時達(dá)到題設(shè)要求；
②欲使起始反應(yīng)維持向逆反應(yīng)方向移動，則x的取值范圍為2.5＜x＜3.5．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)②、③互為正逆反應(yīng)，相同溫度下二者平衡常數(shù)互為倒數(shù)；
（2）平衡常數(shù)只受溫度影響，要使反應(yīng)①和反應(yīng)②的K數(shù)值相等，則應(yīng)使K₁增大、K₂減小，反應(yīng)①正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動；反應(yīng)②正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)減�。�
（3）隨反應(yīng)進(jìn)行混合氣體物質(zhì)的量減小，溫度相同且恒定下，甲恒容，容器的體積不變，反應(yīng)后壓強減��；乙恒壓，反應(yīng)后體積縮�。�乙等效為在甲平衡基礎(chǔ)上增大壓強，平衡正向移動；
（4）①若x=5.5，則5.5+6.5+2.0=14＞12，需要向氣體物質(zhì)的量減小的方向進(jìn)行；
②正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，欲使起始反應(yīng)維持向逆反應(yīng)方向移動，則混合氣體總物質(zhì)的量之和應(yīng)小于12mol，當(dāng)三氧化硫完全轉(zhuǎn)化時二氧化硫物質(zhì)的量達(dá)極小值．

解答 解：（1）反應(yīng)②、③互為正逆反應(yīng)，相同溫度下二者平衡常數(shù)互為倒數(shù)，③COCl₂（g）?CO（g）+Cl₂（g）的平衡常數(shù)K₃=$\frac{1}{{K}_{2}}$=$\frac{1}{5×1{0}^{4}}$=2×10^-5 mol•L^-1，
故答案為：2×10^-5 mol•L^-1；
（2）要使反應(yīng)①和反應(yīng)②的K數(shù)值相等，則應(yīng)使K₁增大、K₂減小，反應(yīng)①正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)增大；反應(yīng)②正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)減小，故應(yīng)適當(dāng)升高溫度，
故選：C；
（3）在甲、乙兩容器中分別發(fā)生反應(yīng)④，甲恒容、乙恒壓，溫度相同且恒定．起始時甲中加入0.02molSO₂和0.01molO₂，乙中加入0.02molSO₃氣體，開始時兩容器壓強相等，最后分別達(dá)到平衡；
A．反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，甲恒容、乙恒壓體積減小，所以體積甲不可能小于乙，故A錯誤；
B．反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，甲恒容、乙恒壓體積減小壓強增大，比甲平衡后進(jìn)行程度大，平衡時乙中SO₃的物質(zhì)的量大：甲一定小于乙，故B正確；
C．反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，甲恒容壓強減小、乙恒壓壓強不變，壓強甲不可能大于乙，故C錯誤；
D．反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，甲恒容、乙恒壓體積減小壓強增大，比甲平衡后進(jìn)行程度大，平衡時乙中SO₃的物質(zhì)的量大，濃度比$\frac{c（S{O}_{2}）}{c（S{O}_{3}）}$：甲一定大于乙，故D錯誤；
故答案為：B；
（4）①丙容器為容積不變的反應(yīng)容器，要求通過調(diào)節(jié)體系的溫度使反應(yīng)④達(dá)到平衡時，保持容器內(nèi)氣體總物質(zhì)的量為12mol，現(xiàn)向容器中加xmolSO₂，6.5mol O₂，2.0molSO₃．
①若x=5.5，則5.5+6.5+2.0=14＞12，需要向氣體物質(zhì)的量減小的方向進(jìn)行，即向正反應(yīng)方向進(jìn)行，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，需要降低溫度，
故答案為：降低；
②保持容器內(nèi)氣體總物質(zhì)的量為12mol時，正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，欲使起始反應(yīng)維持向逆反應(yīng)方向移動，則混合氣體總物質(zhì)的量之和應(yīng)小于12mol，則x+6.5+2.0＜12，故x＜3.5，當(dāng)三氧化硫完全轉(zhuǎn)化時二氧化硫物質(zhì)的量達(dá)極小值，則2+x+6.5+1=12，故x=2.5，則x的取值范圍為2.5＜x＜3.5，
故答案為：2.5＜x＜3.5．

點評 本題考查化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)平衡計算及影響因素，（3）中掌握平衡移動原理是解題關(guān)鍵，（4）注意利用極限法分析解答，題目難度中等．