Question

14．某研究小組向2L密閉容器中加入一定量的固體A和氣體B發(fā)生反應(yīng)：
A（s）+2B（g）?D（g）+E（g）△H=Q kJ•mol^-1．在T₁℃時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的物質(zhì)的量如表：

時(shí)間（min）	0	10	20	30	40	50
B	2.00	1.36	1.00	1.00	1.20	1.20
D	0	0.32	0.50	0.50	0.60	0.60
E	0	0.32	0.50	0.50	0.60	0.60

（1）T₁℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.25；
（2）30min后，只改變某一條件，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是ad（填字母編號(hào)）．
a．通入一定量的B       b．加入一定量的固體A
c．升高反應(yīng)體系溫度      d．同時(shí)加入0.2molB、0.1molD、0.1molE
（3）維持容器的體積和溫度T₁不變，當(dāng)向該容器中加入1.60molB、0.20molD、0.20molE和n molA，達(dá)到平衡后，與表格中20分鐘時(shí)各物質(zhì)的濃度完全相同時(shí)，則投入固體A的物質(zhì)的量n應(yīng)不少于0.3mol．
（4）維持容器的體積和溫度T₁不變，各物質(zhì)的起始物質(zhì)的量為：n（A）=1.0mol，n（B）=3.0mol，n（D）=amol，n（E）=0mol，達(dá)到平衡后，n（E）=0.50mol，則a=1.5．
（5）若該密閉容器絕熱，實(shí)驗(yàn)測(cè)得B的轉(zhuǎn)化率B%隨溫度變化的示意圖如圖所示．由圖可知，Q＜0  （填＜、＞、=），c點(diǎn)v_（正）=v_（逆）（填＜、＞、=）．

Answer 1

分析 （1）T₁℃時(shí)，20min處于平衡狀態(tài)，平衡時(shí)B、D、E的物質(zhì)的量分別為1mol、0.5mol、0.5mol，反應(yīng)氣體氣體體積不變，用物質(zhì)的量代替濃度代入平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{c（D）×c（E）}{{c}^{2}（B）}$計(jì)算；
（2）30min改變改變，40min又到達(dá)平衡，B增大0.2mol，D、E分別增大0.1mol，平衡正向移動(dòng)，可能是增大B的物質(zhì)的量，由平衡常數(shù)可知各組分物質(zhì)的量變化相同倍數(shù)也可以；
（3）與原平衡為完全等效平衡，按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到之比滿足n（B）=2mol，由于原平衡中消耗的A為0.5mol，且A的為固體，A的用量增大不影響平衡移動(dòng)，故按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到之比滿足n（A）≥0.5mol；
（4）反應(yīng)正向進(jìn)行，表示出平衡時(shí)各組分物質(zhì)的量，再根據(jù)平衡常數(shù)列方程計(jì)算解答；
（5）B的轉(zhuǎn)化率最大時(shí)到達(dá)平衡，之前未到達(dá)平衡，隨溫度升高轉(zhuǎn)化率增大，平衡后升高溫度，B的轉(zhuǎn)化率降低，說明升高溫度平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)．

解答 解：（1）T₁℃時(shí)，20min處于平衡狀態(tài)，平衡時(shí)B、D、E的物質(zhì)的量分別為1mol、0.5mol、0.5mol，反應(yīng)氣體氣體體積不變，可以用物質(zhì)的量代替濃度計(jì)算平衡常數(shù)，則K=$\frac{c（D）×c（E）}{{c}^{2}（B）}$=$\frac{0.5×0.5}{{1}^{2}}$=0.25，
故答案為：0.25；
（2）30min改變改變，40min又到達(dá)平衡，B增大0.2mol，D、E分別增大0.1mol，平衡正向移動(dòng)，可能是增大B的物質(zhì)的量，由平衡常數(shù)可知各組分物質(zhì)的量變化相同倍數(shù)也可以，同時(shí)加入0.2molB、0.1molD、0.1molE也可以，
故選：ad；
（3）與原平衡為完全等效平衡，按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到之比滿足n（B）=2mol，由于原平衡中消耗的A為0.5mol，且A的為固體，A的用量增大不影響平衡移動(dòng)，故按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到之比滿足n（A）≥0.5mol，所以生成D、E的量為0.5-0.2=0.3mol，A的量要夠轉(zhuǎn)化所以A的量不小于0.3mol，
故答案為：0.3；
（4）反應(yīng)正向進(jìn)行，生成0.5molE，則：
            A（s）+2B（g）?D（g）+E（g）
起始量（mol）：3      a      0
變化量（mol）：1      0.5     0.5
平衡量（mol）：2      a+0.50  0.50
所以$\frac{0.5×（a+0.5）}{{2}^{2}}$=0.25，解得a=1.5，
故答案為：1.5；
（5）B的轉(zhuǎn)化率最大時(shí)到達(dá)平衡，則c點(diǎn)v_（正）=v_（逆），之前未到達(dá)平衡，隨溫度升高轉(zhuǎn)化率增大，平衡后升高溫度，B的轉(zhuǎn)化率降低，說明升高溫度平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則Q＜0，
故答案為：＜；=．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算與影響因素、平衡常數(shù)及其應(yīng)用等，（3）為易錯(cuò)點(diǎn)，由于A為固體不影響平衡移動(dòng)，學(xué)生認(rèn)為A的用量無關(guān)，忽略A的用量應(yīng)保證可以轉(zhuǎn)化得到D、E的量．