Question

1000℃時(shí)，硫酸鈉可與氫氣發(fā)生反應(yīng)：Na₂SO₄（s）+4H₂（g）?Na₂S（s）+4H₂O（g）．請回答下列問題：
（1）上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為：

 

．
（2）上述反應(yīng)在三個不同條件下進(jìn)行，其中H₂的濃度隨時(shí)間的變化如圖所示．
①與曲線a比較，b和c分別僅改變一種反應(yīng)條件，則曲線b改變的條件為

 

．
②該反應(yīng)的△H

 

0（填“＞”、“＜”或“=”），其判斷理由是

 

．
（3）該溫度下，向2L盛有1.42g Na₂SO₄的密閉容器中通入H₂，5min后測得固體質(zhì)量為1.10g．則該時(shí)間范圍內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（H₂）=

 

．
（4）能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是

 

（填字母，下同）．
a．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變  b．容器內(nèi)氣體密度保持不變  c．c（H₂）=c（H₂O）  d．v_正（H₂）=v_逆（H₂O）

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線,化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）化學(xué)平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值，據(jù)此書寫；
（2）①曲線b的反應(yīng)速率加快，平衡不移動，據(jù)此判斷改變的條件；
②曲線c的反應(yīng)速率加快，H₂的濃度減小，平衡正移；
（3）根據(jù)方程式計(jì)算反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量，再求出反應(yīng)速率；
（4）當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不再改變，由此衍生的一些物理量也不變，以此進(jìn)行判斷．

解答： 解：（1）已知Na₂SO₄（S）+4H₂（g）═Na₂S（s）+4H₂O（g），則其平衡常數(shù)表達(dá)式K=

c4(H2O)

c4(H2)

，故答案為：K=

c4(H2O)

c4(H2)

；
（2）①曲線b的反應(yīng)速率加快，平衡不移動，改變溫度平衡會發(fā)生移動，不符合題意，改變壓強(qiáng)氫氣的濃度會變化，也不符合題意，因此，改變的條件是使用催化劑；
故答案為：使用催化劑；
②曲線c的反應(yīng)速率加快，而且H₂的濃度減小，平衡正移，所以改變的條件只能是降低溫度，降低溫度平衡向吸熱方向移動，所以正方向?yàn)槲鼰岱较颍�即△H＞0；
故答案為：＞；溫度升高，達(dá)平衡時(shí)間縮短，平衡時(shí)H₂濃度減少，說明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動；
（3）設(shè)反應(yīng)消耗的氫氣為nmol，
    Na₂SO₄（s）+4H₂（g）?Na₂S（s）+4H₂O（g）△m
               4mol                           64 g      
               n                          （1.42-1.1）g
則

4mol

n

=

64 g

(1.42-1.1)g

，解得n=0.02mol，則該時(shí)間范圍內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（H₂）=

n V

t

=

0.02mol 2L

5min

=0.002mol/（L．min）；
故答案為：0.002mol/（L．min）；
（4）a．該反應(yīng)的反應(yīng)前后的計(jì)量數(shù)相同，容器內(nèi)壓強(qiáng)始終保持不變，因此不能用壓強(qiáng)來判斷平衡狀態(tài)，故a錯誤；
b．容器內(nèi)氣體的體積不變，氣體的質(zhì)量增大，所以容器內(nèi)氣體密度隨反應(yīng)進(jìn)行逐漸增大，當(dāng)密度保持不變，即是平衡狀態(tài)，故b正確；
c．當(dāng)正逆反應(yīng)速率相等時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，而c（H₂）=c（H₂O）時(shí)不能說明正逆反應(yīng)相等，所以不能證明達(dá)到平衡狀態(tài)，故c錯誤；
d．當(dāng)正逆反應(yīng)速率相等時(shí)，則v_正（H₂）=v_逆（H₂O），所以達(dá)到平衡狀態(tài)，故d正確；
故答案為：bd．

點(diǎn)評：本題考查了反應(yīng)速率的計(jì)算、化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算、平衡標(biāo)志的判斷方法、影響平衡的因素等，圖象分析是解題關(guān)鍵，題目難度中等．