Question

在一容積為2L的密閉容器內(nèi)加入0.2mol A和0.6mol B，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：A（s）+3B（g）?2C（s）+3D（g）已知該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如下表：

溫度/℃	1000	1150	1300
平衡常數(shù)	64.0	50.7	42.9

請回答下列問題：
（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K=

 

，△H

 

 0（填“＞”或“＜”）．
（2）1000℃時，4min后達到平衡．求B的平衡轉(zhuǎn)化率為

 

，平衡時B的體積分數(shù)

 

．
（3）欲提高（2）中B的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是

 

A．減少C的量       B．增加A的量         C．移出部分D
D．降低反應(yīng)溫度     E．減小容器的容積     F．加入合適的催化劑
（4）1000℃時，在一容積為2L的密閉容器內(nèi)加入X mol C和0.6mol D，5min后達到平衡，B的濃度與（2）中B的濃度相同，求X的范圍

 

（5）下列說法中能說明反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是

 

A．容器內(nèi)混合氣體的壓強不隨時間變化而變       B．B的速率不隨時間的變化而變化
C．c（B）：c（D）=1：1           D．混合氣體的密度保持不變（M（B）≠M（D））

Answer 1

考點：化學平衡的計算,化學平衡的影響因素,化學平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學平衡專題

分析：（1）根據(jù)化學平衡常數(shù)的表達式定義完成，注意固體在平衡常數(shù)中不表示；根據(jù)表中溫度升高，平衡常數(shù)的變化判斷焓變；
（2）依據(jù)圖表知，1000℃時K=64.0，根據(jù)化學方程式列三段式進行計算；
（3）欲提高（2）中B的平衡轉(zhuǎn)化率，則根據(jù)平衡移動原理判斷平衡向正反應(yīng)方向移動；
（4）由5min后達到平衡，B的濃度與（2）中B的濃度相同，則兩次平衡的平衡狀態(tài)相同，固體C的量只要能夠轉(zhuǎn)化成（2）平衡時B的量即可；
（5）化學反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不變，由此衍生的一些物理量也不變，也可以判斷平衡狀態(tài)，以此解答．

解答： 解：（1）在一定溫度下，氧化鐵可以與一氧化碳發(fā)生反應(yīng)：A（s）+3B（g）?2C（s）+3D（g），該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為：K=

C 3(D)

C 3(B)

；
從表中數(shù)據(jù)可知，溫度升高，平衡常數(shù)減小，說明化學平衡向著逆向移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H＜0，
故答案為：K=

C 3(D)

C 3(B)

；＜；
（2）依據(jù)1000℃時K=64.0，列三段式進行計算，
              A（s）+3B（g）?2C（s）+3D（g）
起始量（mol）  0.2    0.6     0        0       
變化量（mol）   X     3X      2X     3X 
平衡量（mol）0.2-X    0.6-3X  2X     3X
根據(jù)1000℃時K=64.0=

(3X/2L) 3

((0.6-3X)/2L)3

，則X=0.16
B的平衡轉(zhuǎn)化率為

3×0.16

0.6

×100%=80%，平衡時B的體積分數(shù)為

0.6-3×0.16

0.6

×100%=20%，
故答案為：80%；20%；
（3）欲提高（2）中B的平衡轉(zhuǎn)化率，判斷平衡向正反應(yīng)方向移動，
A．減少C的量，因為C是固體，改變固體的量，平衡不移動，故A錯誤；
B．增加A的量，因為A是固體，改變固體的量，平衡不移動，故B錯誤；
C．移出部分D，相當于減小生成物的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動，B的平衡轉(zhuǎn)化率提高，故C正確；
D．降低反應(yīng)溫度，由（1）得該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故降低溫度平衡正反應(yīng)方向移動，B的平衡轉(zhuǎn)化率提高，故D正確；
E．減小容器的容積，相當于增大壓強，但該反應(yīng)前后氣體體積不變，故平衡不移動，故E錯誤；
F．加入合適的催化劑，因為催化劑只改變速率不改變平衡，平衡不移動，故F錯誤；
故選：CD；
（4）由5min后達到平衡，B的濃度與（2）中B的濃度相同，固體C的量只要能夠轉(zhuǎn)化成（2）平衡時B的量即可
             A（s）+3B（g）?2C（s）+3D（g）
起始量（mol） 0       0       X      0.6    
變化量（mol）        0.12    0.08       0.12
平衡量（mol）       0.12     X-0.08
由以上三段式可知，只要X-0.08＞0，即可以轉(zhuǎn)換，故X＞0.08mol
故答案為：X＞0.08mol；
（5）反應(yīng)前后發(fā)生變化的量不變即是平衡狀態(tài)，
A．反應(yīng)前后氣體計量數(shù)相同，所以壓強不變不能判斷平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B．B的速率不隨時間的變化而變化，說明反應(yīng)速率不變，可以判斷平衡狀態(tài)，故B正確；
C．c（B）：c（D）=1：1，只能是反應(yīng)中的某一時刻，不能判斷平衡狀態(tài)，故C錯誤；
D．容器中混合氣體的體積不變，質(zhì)量增大，所以密度增大，當密度不變時，即是平衡狀態(tài)，故D正確；
故答案為：BD．

點評：本題考查化學平衡的判斷及其有關(guān)計算、化學反應(yīng)速率計算、平衡常數(shù)等，難度中等．