Question

【題目】已知A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下：

溫度/℃	700	800	830	1000	1200
平衡常數(shù)	1.7	1.1	1.0	0.6	0.4

回答下列問(wèn)題：

（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=___，ΔH___0(填“＜”“＞”或“=”)。

（2）830℃時(shí)，向一個(gè)5L的密閉容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反應(yīng)初始6s內(nèi)A的平均反應(yīng)速率v(A)=0.003molL-1s-1，則6s時(shí)c(A)=___molL-1，C的物質(zhì)的量為___mol；若反應(yīng)經(jīng)一段時(shí)間后，達(dá)到平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為___，如果這時(shí)向該密閉容器中再充入1mol氬氣，平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為___。

（3）一定溫度下，能判斷該反應(yīng)達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)的是___。

①單位時(shí)間內(nèi)生成nmolA，同時(shí)消耗nmolC

②A的轉(zhuǎn)化率不變

③容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化

④混合氣體的密度不再變化

⑤混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化

（4）1200℃時(shí)，C(g)＋D(g)A(g)＋B(g)的平衡常數(shù)的值為___。

Answer 1

【答案】 ＜ 0.022 0.09 80% 80% ①② 2.5

【解析】

（1）根據(jù)平衡常數(shù)定義，可寫(xiě)出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式；根據(jù)平衡常數(shù)與溫度關(guān)系可判斷該反應(yīng)的熱效應(yīng)；

（2）利用化學(xué)反應(yīng)速率的定義，根據(jù)題給方程式和數(shù)據(jù)可計(jì)算6s時(shí)A的濃度、C的物質(zhì)的量以及平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率；可根據(jù)是否改變了反應(yīng)混合物各組分的濃度來(lái)判斷充入氬氣對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響；

（3）根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征和平衡移動(dòng)時(shí)各量的變化情況來(lái)判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)；

（4）互為逆反應(yīng)的兩個(gè)可逆反應(yīng)，平衡常數(shù)的表達(dá)式互為倒數(shù)。

（1）根據(jù)平衡常數(shù)定義，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為；根據(jù)題給圖表，該反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度的升高而減小，說(shuō)明該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以，ΔH＜0。

答案為：；＜；

（2）A的初始濃度為：0.20mol÷5L=0.04mol/L，反應(yīng)初始6s內(nèi)A濃度減小量為：c(A)=0.003molL-1s-1×6s=0.018 molL-1，故6s時(shí)c(A)=0.04mol/L-0.018 molL-1=0.022molL-1；生成的C的物質(zhì)的量等于消耗的A的物質(zhì)的量，所以C的物質(zhì)的量n(C)= 0.018molL-1×5L=0.09mol；

830℃時(shí)，K =1.0，設(shè)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)的A的物質(zhì)的量為x，則有：

x =0.16mol，

A的轉(zhuǎn)化率為：0.16mol÷0.2mol×100%=80%；

在恒容密閉容器中充入氬氣，沒(méi)有改變反應(yīng)混合物各組分的濃度，故不影響平衡，A的轉(zhuǎn)化率不變，仍為80%。

答案為：0.022；0.09；80%；80%；

（3）①單位時(shí)間內(nèi)生成nmolA，同時(shí)消耗nmolC，則各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)，①正確；

②A的轉(zhuǎn)化率不變，則A的物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)，②正確；

③該反應(yīng)氣體物質(zhì)的量不變，故恒溫時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨平衡移動(dòng)而改變，故不能判斷反應(yīng)是否達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)，③不正確；

④ρ=m/V，混合氣體的質(zhì)量和體積在反應(yīng)中均不變，所以密度始終不變，故不能判斷反應(yīng)是否達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)，④不正確；

⑤混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量=m/n，混合氣體的質(zhì)量和物質(zhì)的量在反應(yīng)中均不變，所以平均相對(duì)分子質(zhì)量始終不變，故不能判斷反應(yīng)是否達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)，⑤不正確；

答案為：①②；

（4）反應(yīng)C(g)＋D(g)A(g)＋B(g)與反應(yīng)A(g)＋B(g)C(g)＋D(g) 互為逆反應(yīng)，同溫時(shí)平衡常數(shù)互為倒數(shù)，所以1200℃時(shí)，C(g)＋D(g)A(g)＋B(g)的平衡常數(shù)的值為1÷0.4=2.5。

答案為：2.5