Question

【題目】已知：A（g）＋ 2B（g）C（g）+2D（s），經(jīng)測(cè)定，在不同溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)如下：

溫度（℃）	250	300	350
K	30	15.78	12.5

（1）該反應(yīng)為__________反應(yīng)(填“吸熱”“放熱”)．平衡常數(shù)K的表達(dá)式為K=____________

（2）假設(shè)該反應(yīng)在恒容絕熱的密閉容器中進(jìn)行，下列能判斷該反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)的是________ ；

①容器中壓強(qiáng)不變 ②混合氣體中c(A)不變 ③2v正(B)＝v逆(A) ④ 容器內(nèi)溫度不變 ⑤容器中混合氣體的密度不變 ⑥ 平均摩爾質(zhì)量不變 ⑦c(A):c(b):c(c)=1:2:1

A.除③以外 B.④⑤⑦ C.①②④⑤⑥ D.④⑤⑥⑦

（3）欲提高B的轉(zhuǎn)化率并加快化學(xué)反應(yīng)速率，下列措施可行的是_____________。（填字母）

a．在恒壓下中再充入He b．向恒容體積再充入A

c．改變反應(yīng)的催化劑 d．升高溫度

（4）若某溫度下，該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得反應(yīng)物與生成物的濃度為c(A)=0.4 mol·L－1、c(B)=0.4 mol·L－1、c(C)=0.8 mol·L－1, 則此時(shí)的溫度為___________；

（5）某溫度下，在體積固定的1L的密閉容器中將2 mol A和2 mol B混合，測(cè)得不同時(shí)刻的壓強(qiáng)關(guān)系如下：

時(shí)間t/h	0	1	2	4	8	16
總壓強(qiáng)p/MPa	20	18	16.5	15	12.5	12.5

①計(jì)算反應(yīng)到2h時(shí)v(A)=__________

②計(jì)算平衡時(shí)B的轉(zhuǎn)化率為 __________，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)值________。

③由總壓強(qiáng)p和起始?jí)簭?qiáng)p0表示反應(yīng)體系的總物質(zhì)的量n(總)和生成物C的物質(zhì)的量n（C）,則 n(總 )=________mol，n（C）＝___________mol,反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率α（A）的表達(dá)式為_______________________。

Answer 1

【答案】放熱 C b 350℃ 0.175mol/（L·h）或0.0029mol/（L·min） 75% 2.4或 4P/P0 2- （1-）×100%

【解析】

（1）由題中數(shù)據(jù)可知，升高溫度平衡常數(shù)減小，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，根據(jù)平衡常數(shù)定義書寫該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式；

（2）達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度保持不變，以此判斷；

（3）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響因素進(jìn)行判斷；

（4）利用題中數(shù)據(jù)計(jì)算平衡常數(shù)，與表中數(shù)據(jù)對(duì)比判斷反應(yīng)溫度；

（5）根據(jù)三段式結(jié)合氣體壓強(qiáng)比等于物質(zhì)的量之比進(jìn)行計(jì)算。

（1）由題中數(shù)據(jù)可知，升高溫度平衡常數(shù)減小，說明升高溫度平衡逆向移動(dòng)，則該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，生成物D為固體，所以平衡常數(shù)表達(dá)式為；

故答案為：；

（2）①該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不等的可逆反應(yīng)，容器中壓強(qiáng)不變，說明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故①選；

②混合氣體中c(A)不變，說明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故②選；

③反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，用不同物質(zhì)表示的正逆反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，即v正(B)＝2v逆(A)，則2v正(B)＝v逆(A) 不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故③不選；

④該反應(yīng)在恒容絕熱的密閉容器中進(jìn)行，容器內(nèi)溫度不變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故④選；

⑤生成物D為固體，在恒容的密閉容器中，容器的體積不變，但氣體的質(zhì)量為變量，所以容器中混合氣體的密度為變量，混合氣體的密度不變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故⑤選；

⑥該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不等的可逆反應(yīng)，生成物D為固體，氣體的質(zhì)量為變量，所以平均摩爾質(zhì)量為變量，平均摩爾質(zhì)量不變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故⑥選；

⑦c(A):c(b):c(c)=1:2:1，不能說明各物質(zhì)的濃度不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故⑦不選；

答案選：C；

（3）a．在恒壓下中再充入He，容器的體積增大，各物質(zhì)的濃度減小，化學(xué)反應(yīng)速率減小，故a不選；

b．向恒容體積再充入A，A的物質(zhì)的量濃度增大，化學(xué)反應(yīng)速率增大且平衡向正向移動(dòng)，B的轉(zhuǎn)化率增大，故b選；

c．改變反應(yīng)的催化劑，可以改變化學(xué)反應(yīng)速率，但平衡不移動(dòng)，B的轉(zhuǎn)化率不變，故c不選；

d．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度可以加快化學(xué)反應(yīng)速率，但平衡逆向移動(dòng)，B的轉(zhuǎn)化率減小，故d不選；

（4）若某溫度下，該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得反應(yīng)物與生成物的濃度為c(A)=0.4 mol·L－1、c(B)=0.4 mol·L－1、c(C)=0.8 mol·L－1，平衡常數(shù)K==12.5，由表中數(shù)據(jù)可知，此時(shí)的溫度為350℃，

故答案為：350℃；

（5）①某溫度下，在體積固定的1L的密閉容器中將2 mol A和2 mol B混合，氣體的壓強(qiáng)比等于氣體的物質(zhì)的量之比，根據(jù)三段式有：

A（g）＋ 2B（g）C（g）+2D（s）

起始（mol）2 2 0

轉(zhuǎn)化（mol）x 2x x

2h（mol） 2-x 2-2x x

則2h時(shí)：=，解得x=0.35mol,所以反應(yīng)到2h時(shí)v(A)==0.175mol/(Lh)，

故答案為：0.175mol/(Lh)；

②由表中數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，容器內(nèi)壓強(qiáng)為12.5，與上述同樣方法計(jì)算，得出達(dá)到平衡時(shí)A轉(zhuǎn)化了0.75mol、B轉(zhuǎn)化了1.5mol、C生成了0.75mol，

則平衡時(shí)B的轉(zhuǎn)化率為 ×100%=75%，

該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K==2.4，

故答案為：75%；2.4；

③依據(jù)壓強(qiáng)比等于物質(zhì)的量之比得=，n(總)= 4P/P0mol；

結(jié)合三行式=，解得n(C)= (2-)mol；

轉(zhuǎn)化A的物質(zhì)的量為(2-)mol，反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率α（A）=×100%=（1-）×100%，

故答案為：（1-）×100%。