Question

13．將一定量的A和B加入密閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應：A（g）+B（s）?2C（g）．忽略固體的體積，平衡時A的體積分數（%）隨溫度和壓強的變化如下表所示：

壓強/MPa 體積分數/% 溫度/℃	1.0	2.0	3.0
810	46.0	a	b
915	c	25.0	d
1000	e	f	15.0

回答下列問題：
（1）欲提高C的產率，應采取的措施為升高溫度、降低壓強；
（2）該反應△H＞ 0（填“＜”或“＞”）；
（3）比較K_（810℃）＜ K_（915℃） （填“＜”、“＞”或“=”），說明理由升高溫度平衡向正向移動，因此平衡常數增大；
（4）915℃2.0MP時A的轉化率為60%；
（5）比較b＞f（填“＜”、“＞”或“=”），說明理由升溫平衡正向移動所以f＜25.0＜a，增大壓強平衡逆向移動所以a＜b，所以b＞f；
（6）若1000℃，3.0MPa時，向容器中加入0.16mol A和0.20mol B，平衡時容器體積為10L，則此時平衡常數K=0.133（保留兩位有效數字）．

Answer 1

分析 （1）根據題中的反應，該反應為氣體體積增大的反應，正反應為氣體物質的量增大的反應，根據表中數據，當壓強增大平衡應逆向移動，A的體積分數應增大，但當溫度升高且同時壓強增大時，A的體積分數下降，平衡正向移動，說明該反應為吸熱反應，根據影響平衡移動的因素答題；
（2）根據（1）的分析答題；
（3）結合（1）中分析可知正反應為吸熱反應，升高溫度，平衡正向移動，平衡常數增大；
（4）設A、B的起始物質的量為x、y，A的轉化率為a，
    根據反應A（g）+B（s）?2C（g），
起始（mol） x      y       0 
轉化（mol）ax      ax      2ax
平衡（mol）x-ax             2ax
根據題意有$\frac{x-ax}{x-ax+2ax}$=25.0%，據此計算；
（5）根據溫度和壓強對平衡移動的影響判斷；
（6）1000℃，3.0MPa時，A的體積分數為15.0%，向容器中加入0.16mol A和0.20mol B，平衡時容器體積為10L，則A的濃度為0.016mol/L，B的濃度為0.02mol/L，利用三段式分析，
               A（g）+B（s）?2C（g），
起始（mol/L） 0.016  0.02      0 
轉化（mol/L）   x      x      2x
平衡（mol/L）0.016-x          x
$\frac{0.016-x}{0.016-x+x}$=15.0%a，據此求得x，根據平衡常數K=$\frac{{c}^{2}（C）}{c（A）}$計算．

解答 解：（1）根據題中的反應，該反應為氣體體積增大的反應，正反應為氣體物質的量增大的反應，根據表中數據，當壓強增大平衡應逆向移動，A的體積分數應增大，但當溫度升高且同時壓強增大時，A的體積分數下降，平衡正向移動，說明該反應為吸熱反應，所以欲提高C的產率，應采取的措施為升高溫度、降低壓強，
故答案為：升高溫度、降低壓強；
（2）根據（1）的分析可知，該反應為吸熱反應，
故答案為：＞；
（3）結合（1）中分析可知正反應為吸熱反應，升高溫度，平衡正向移動，平衡常數增大，所以K_（810℃）＜K_（915℃） ，
故答案為：＜；升高溫度平衡向正向移動，因此平衡常數增大；
（4）設A、B的起始物質的量為x、y，A的轉化率為a，
    根據反應A（g）+B（s）?2C（g），
起始（mol） x      y       0 
轉化（mol）ax      ax      2ax
平衡（mol）x-ax             2ax
根據題意有$\frac{x-ax}{x-ax+2ax}$=25.0%，a=60%，
故答案為：60%；
（5）由于該反應是氣體物質的量增大的吸熱反應，根據溫度和壓強對平衡移動的影響可知，升溫平衡正向移動所以 f＜25.0＜a；增大壓強平衡逆向移動所以a＜b，所以b＞f，
故答案為：＞；升溫平衡正向移動所以 f＜25.0＜a，增大壓強平衡逆向移動所以a＜b，所以b＞f；
（6）1000℃，3.0MPa時，A的體積分數為15.0%，向容器中加入0.16mol A和0.20mol B，平衡時容器體積為10L，則A的濃度為0.016mol/L，B的濃度為0.02mol/L，利用三段式分析，
               A（g）+B（s）?2C（g），
起始（mol/L） 0.016  0.02      0 
轉化（mol/L）   x      x      2x
平衡（mol/L）0.016-x          2x
$\frac{0.016-x}{0.016-x+2x}$=15.0%a，x=0.0118mol/L，根據平衡常數K=$\frac{{c}^{2}（C）}{c（A）}$=$\frac{0.023{6}^{2}}{0.016-0.0118}$=0.133，
故答案為：0.133．

點評 本題考查化學平衡有關計算、平衡常數計算、化學平衡影響因素等，（4）中計算物質的分壓是關鍵，題目難度中等．