Question

11．已知2A₂（g）+B₂（g）?2C（g）；△H=-a kJ/mol（a＞0），在一個(gè)有催化劑的固定容積的容器中加入2mol A₂和1mol B₂，在500℃時(shí)充分反應(yīng)達(dá)平衡后C的濃度為w mol/L，放出熱量b kJ．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）比較a＞b（填＞、=、＜）
（2）此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{{c}^{2}（C）}{{c}^{2}（{A}_{2}）．c（{B}_{2}）}$；
若將反應(yīng)溫度升高到700℃，反應(yīng)的平衡常數(shù)將減�。ㄔ龃�、減小或不變）．
（3）若在原來(lái)的容器中，只加入2mol C，500℃時(shí)充分反應(yīng)達(dá)平衡后，吸收熱量ckJ，a、b、c之間滿足何種關(guān)系b+c=a（用代數(shù)式表示）．
（4）能說(shuō)明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是bc（填序號(hào)，有一個(gè)或多個(gè)選項(xiàng)符合題意，下同）．
a、v（C）=2v（B₂）                    b、容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變
c、v_逆（A₂）=2v_正（B₂）               d、容器內(nèi)的氣體密度保持不變
（5）為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是c．
a、及時(shí)分離出C氣體              b、適當(dāng)升高溫度；
c、增大B₂的濃度                  d、選擇高效的催化劑
（6）保持溫度不變，按下列比例充入固定容積的容器中，達(dá)到平衡后C的濃度仍為w mol/L的是②④⑤．
①4molA+2molB         ②2molC     ③2molA+1molB+2molC
④1.2molA+0.6molB+0.8molC        ⑤1molA+0.5molB+1molC
（7）若將上述容器改為恒壓容器（反應(yīng)前體積相同），起始時(shí)加入2mol A₂和1mol B₂，500℃時(shí)充分反應(yīng)達(dá)平衡后，放出熱量dkJ，則d＞b（填＞、=、＜）．
（8）在容積為1L的密閉容器中，進(jìn)行如下反應(yīng)：A（g）+2B（g）?C（g）+D（g），在不同溫度下，D的物質(zhì)的量n（D）和時(shí)間t的關(guān)系如圖．
①若最初加入1.0mol A和2.2mol B，利用圖中數(shù)據(jù)計(jì)算800℃時(shí)的平衡常數(shù)K=0.90.9，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）．
②800℃時(shí)，某時(shí)刻測(cè)得體系中物質(zhì)的量濃度如下：
c（A）=0.06mol/L，c（B）=0.50mol/L，c（C）=0.20mol/L，c（D）=0.018mol/L，則此時(shí)該反應(yīng)向正方向進(jìn)行（填“向正方向進(jìn)行”、“向逆方向進(jìn)行”或“處于平衡狀態(tài)”）．

Answer 1

分析 （1）2A₂（g）+B₂（g）?2C（g）；△H=-a kJ/mol（a＞0）中的a表示2molA₂完全反應(yīng)時(shí)放出akJ熱量，因?yàn)樵摲磻?yīng)是可逆反應(yīng)，加入2molA₂時(shí)，A₂反應(yīng)的物質(zhì)的量小于2mol；
（2）化學(xué)平衡常數(shù)等于生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比；該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)；
（3）相同條件下，2mol C₃達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，與加入2mol A₂和1mol B₂達(dá)建立完全相同的平衡狀態(tài)，即從化學(xué)平衡狀態(tài)到完全反應(yīng)生成2molC₃，放出熱量為c kJ；
（4）可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中各物質(zhì)物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、百分含量都不變，以及由此引起的一系列物理量不變；
（5）增大反應(yīng)速率且平衡正向移動(dòng)，可以通過(guò)增大反應(yīng)物濃度、增大壓強(qiáng)實(shí)現(xiàn)；
（6）保持溫度不變，按下列比例充入固定容積的容器中，達(dá)到平衡后C的濃度仍為w mol/L，說(shuō)明與原來(lái)平衡為等效平衡，只要進(jìn)入的物質(zhì)完全轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物時(shí)應(yīng)該相當(dāng)于是2molA₂、1molB₂；
（7）若將上述容器改為恒壓容器（反應(yīng)前體積相同），與原容器相比相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)；
（8）①A（g）+2B（g）?C（g）+D（g），
開始（mol）1.0     2.2             0         0
反應(yīng)（mol）0.6     1.2            0.6       0.6
平衡（mol）0.4     1              0.6       0.6
平衡時(shí)c（A）=0.4mol/L、c（B）=1.0mol/L、c（C）=c（D）=0.6mol/L，
化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{c（C）．c（D）}{c（A）．{c}^{2}（B）}$，升高溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)；
②先計(jì)算濃度商，根據(jù)濃度商與化學(xué)平衡常數(shù)相對(duì)大小確定反應(yīng)方向．

解答 解：（1）2A₂（g）+B₂（g）?2C（g）；△H=-a kJ/mol（a＞0）中的a表示2molA₂完全反應(yīng)時(shí)放出akJ熱量，因?yàn)樵摲磻?yīng)是可逆反應(yīng)，加入2molA₂時(shí)，A₂反應(yīng)的物質(zhì)的量小于2mol，所以放出的熱量a＞b，
故答案為：＞；
（2）化學(xué)平衡常數(shù)等于生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比，該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{{c}^{2}（C）}{{c}^{2}（{A}_{2}）．c（{B}_{2}）}$；該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)減小，
故答案為：K=$\frac{{c}^{2}（C）}{{c}^{2}（{A}_{2}）．c（{B}_{2}）}$；減�。�
（3）相同條件下，2mol C達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，與加入2mol A₂和1mol B₂達(dá)建立完全相同的平衡狀態(tài)，即從化學(xué)平衡狀態(tài)到完全反應(yīng)生成2molC，放出熱量為c kJ，則b+c=a，
故答案為：b+c=a；
（4）a．v（C）=2v（B₂）時(shí)，反應(yīng)速率方向未知，無(wú)法判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；                    
b．反應(yīng)前后氣體的壓強(qiáng)減小，當(dāng)容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變時(shí)，各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確；
c．v_逆（A₂）=2v_正（B₂）=v_正（A₂），正逆反應(yīng)速率相等反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確；              
 d．無(wú)論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，容器內(nèi)的氣體密度始終保持不變，不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；
故選bc；
（5）a、及時(shí)分離出C氣體，平衡正向移動(dòng)，但反應(yīng)速率減小，故錯(cuò)誤；              
b、適當(dāng)升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，故錯(cuò)誤；
c、增大B₂的濃度，平衡正向移動(dòng)且反應(yīng)速率增大，故正確；                 
d、選擇高效的催化劑，反應(yīng)速率增大但平衡不移動(dòng)，故錯(cuò)誤；
故選c；
（6）保持溫度不變，按下列比例充入固定容積的容器中，達(dá)到平衡后C的濃度仍為w mol/L，說(shuō)明與原來(lái)平衡為等效平衡，只要進(jìn)入的物質(zhì)完全轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物時(shí)應(yīng)該相當(dāng)于是2molA₂、1molB₂，
可以是充入2molC、充入1.2molA+0.6molB+0.8molC或1molA+0.5molB+1molC，
故答案為：②④⑤；
（7）若將上述容器改為恒壓容器（反應(yīng)前體積相同），與原容器相比相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)，放出的熱量大于d＞b，
故答案為：＞；
（8）①A（g）+2B（g）?C（g）+D（g），
開始（mol）1.0     2.2             0         0
反應(yīng)（mol）0.6     1.2            0.6       0.6
平衡（mol）0.4     1              0.6       0.6
平衡時(shí)c（A）=0.4mol/L、c（B）=1.0mol/L、c（C）=c（D）=0.6mol/L，
化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{c（C）．c（D）}{c（A）．{c}^{2}（B）}$=$\frac{0.6×0.6}{0.4×1．{0}^{2}}$=0.9，
升高溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)，升高溫度D的物質(zhì)的量增大平衡正向移動(dòng)，所以該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，
故答案為：0.9；吸熱；
②該時(shí)刻濃度商=$\frac{0.20×0.018}{0.06×（0.50）^{2}}$=0.24＜0.9，平衡正向移動(dòng)，
故答案為：向正方向進(jìn)行．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，涉及濃度商與化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算、等效平衡計(jì)算、化學(xué)平衡狀態(tài)判斷等知識(shí)點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算能力，難點(diǎn)是等效平衡的建立，題目難度中等．