Question

11．已知可逆反應2A（g）+B（g）═2C（g），向容積為0.5L的密閉容器中加入0.050mol A和0.025mol B，在500℃時充分反應，達平衡后測得c（C）=0.040mol•L^-1，放出熱量Q₁kJ．
（1）能說明上述反應已經(jīng)達到化學平衡狀態(tài)的是bcf（填字母編號）
a．v（C）=2v（B）
b．單位時間內(nèi)生成2mol A的同時消耗1molB
c．容器內(nèi)壓強保持不變
d．容器內(nèi)氣體的密度保持不變
e．單位時間內(nèi)生成1molB的同時生成2mol A
f．容器內(nèi)氣體的平均分子量保持不變
g．容器內(nèi)氣體的質量保持不變
h．容器內(nèi)A物質的濃度是B物質的2倍
（2）上述反應中A的轉化率a（A）=40%．
（3）請寫出上述反應的熱化學方程式2A（g）+B（g）═2C（g）△H=-100Q₁kJ•mol^-1
（4）500℃時，上述反應的化學平衡常數(shù)K=$\frac{400}{27}$．
（5）一般，升高溫度，化學反應的反應速率會增大．從以下圖象中選擇符合酶催化作用的化學反應速率隨溫度變化的特征c．

Answer 1

分析 （1）化學反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質的濃度不變，由此衍生的一些物理量也不變，也可判斷平衡狀態(tài)；
（2）反應開始前，c（A）=$\frac{0.05mol}{0.5L}$=0.1mol/L，平衡時c（C）=0.04mol/L，據(jù)反應方程式計算；
（3）根據(jù)平衡時c（C）=0.04mol/L時放熱Q₁kJ，計算焓變；
（4）反應開始時，c（A）=0.1mol/L，c（B）=$\frac{0.025mol}{0.5L}$=0.05mol/L，平衡時c（C）=0.04mol/L，計算平衡常數(shù)；
（5）升溫反應速率加快，但溫度太高，酶的活性減弱，催化作用減弱，據(jù)此分析．

解答 解：（1）a、v（C）=2v（B），不能判斷正反應速率和逆反應速率的關系，所以不能說明已經(jīng)達到平衡狀態(tài)，故錯誤；
b、單位時間內(nèi)生成2mol A的同時消耗1molB，說明v_逆（A）=2v_逆（B）=2v_正（B），故正確；
c、反應后氣體的物質的量減小，所以容器內(nèi)的壓強減小，所以容器內(nèi)壓強保持不變，即是平衡狀態(tài)，故正確；
d、反應后氣體的體積不變，氣體的質量也不變，所以容器內(nèi)氣體的密度始終保持不變，不能判斷平衡狀態(tài)，故錯誤；
e、單位時間內(nèi)生成1molB的同時生成2mol A都是逆反應速率，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故錯誤；
f、氣體的平均分子量=$\frac{混合氣體的質量總和}{混合氣體的物質的量總和}$，反應前后氣體質量不變，物質的量不同，所以氣體的平均分子量不變，說明混合氣體的物質的量不變，反應達到平衡狀態(tài)，故正確；
g、混合氣體的質量始終不變，所以混合氣體的質量不變不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故錯誤；
h、A與B的濃度大小，決定于開始加入反應物的多少，與平衡狀態(tài)無關，故錯誤；
故答案為：bcf；
（2）反應開始前，c（A）=$\frac{0.05mol}{0.5L}$=0.1mol/L，平衡時c（C）=0.04mol/L，則反應的c（A）=0.04mol/L，所以A的轉化率為$\frac{0.04mol/L}{0.1mol/L}$×100%=40%，
故答案為：40%；
（3）根據(jù)平衡時c（C）=0.04mol/L時放熱Q₁kJ，可知2molA完全反應生成2molC放熱100Q ₁kJ，反應的熱化學方程式為：2A（g）+B（g）═2C（g）△H=-100Q ₁kJ•mol^-1，故答案為：2A（g）+B（g）═2C（g）△H=-100Q ₁kJ•mol^-1；
（4）反應開始時，c（A）=0.1mol/L，c（B）=$\frac{0.025mol}{0.5L}$=0.05mol/L，平衡時c（C）=0.04mol/L，則平衡時，c（A）=0.06mol/L，c（B）=0.025mol/L，化學平衡常數(shù)K=$\frac{[C]^{2}}{[A]^{2}•[B]}$=$\frac{0.0{4}^{2}}{0.0{6}^{2}×0.025}$=$\frac{400}{27}$，故答案為：$\frac{400}{27}$；
（5）升溫反應速率加快，但溫度太高，酶的活性減弱，催化作用減弱，圖c符合題意，故答案為：c．

點評 本題考查了化學平衡狀態(tài)的判斷、轉化率的計算、熱化學方程式書寫、化學平衡常數(shù)的計算、酶的催化作用，都是高考高頻考點，注意掌握．