题目内容
已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:
回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K= ,△H 0(填“<”“ >”“ =”);
(2)830℃时,向一个5 L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B,如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0.003 mol·L-1·s-1。
则6s时c(A)= mol·L-1, C的物质的量为 mol;
若反应经一段时间后,达到平衡时A的转化率为 ,
如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气,平衡时A的转化率为 ;
(3)判断该反应是否达到平衡的依据为 (填正确选项前的字母):
a.压强不随时间改变 b.气体的密度不随时间改变
c. c(A)不随时问改变 d.单位时间里生成c和D的物质的量相等
(4)1200℃时反应C(g)+D(g) A(g)+B(g)的平衡常数的值为 。
温度/℃ | 700 | 900 | 830 | 1000 | 1200 |
平衡常数 | 1.7 | 1.1 | 1.0 | 0.6 | 0.4 |
(1)该反应的平衡常数表达式K= ,△H 0(填“<”“ >”“ =”);
(2)830℃时,向一个5 L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B,如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0.003 mol·L-1·s-1。
则6s时c(A)= mol·L-1, C的物质的量为 mol;
若反应经一段时间后,达到平衡时A的转化率为 ,
如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气,平衡时A的转化率为 ;
(3)判断该反应是否达到平衡的依据为 (填正确选项前的字母):
a.压强不随时间改变 b.气体的密度不随时间改变
c. c(A)不随时问改变 d.单位时间里生成c和D的物质的量相等
(4)1200℃时反应C(g)+D(g) A(g)+B(g)的平衡常数的值为 。
(1) <(2)0.022 0.09 80% 80% (各2分)
(3)C (4)2.5
(3)C (4)2.5
试题分析:(1)可逆反应A(g)+B(g)?C(g)+D(g)的平衡常数表达式k=,由表中数据可知,温度越高平衡常数越小,说明升高温度平衡向逆反应移动,故正反应是放热反应,即△H<0,
(2)反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0.003mol?L-1?s-1,则6s内△c(A)=0.003mol?L-1?s-1×6s=0.018mol/L,A的起始浓度为0.20/5=0.04mol/L,故6s时时c(A)=0.04mol/L-0.018mol/L=0.022mol/L,故6s内△n(A)=0.018mol/L×5L=0.09mol,由方程式可知n(C)=△n(A)=0.09mol,设平衡时A的浓度变化量为x,则:
A(g)+B(g) ? C(g)+D(g)
开始(mol/L):0.04 0.16 0 0
变化(mol/L):x x x x
平衡(mol/L):0.04-x 0.16-x x x
故x×x/[(0.04-x)×(0.16-x)]=1,解得x=0.032
所以平衡时A的转化率为0.032/0.04×100%=80%,
体积不变,充入1mol氩气,反应混合物各组分的浓度不变,变化不移动,A的转化率不变为80%,
(3)该反应前后气体的物质的量不变,压强始终不变,故压强不随时间改变,不能说明到达平衡,故a错误,混合气体的总质量不变,容器的容积不变,故混合气体的密度始终不变,故气体的密度不随时间改变,不能说明到达平衡,故b错误,可逆反应到达平衡时,各组分的浓度不发生变化,故c(A)不随时间改变,说明到达平衡,故c正确,单位时间里生成C和D的物质的量相等,都表示正反应速率,反应始终按1:1生成C、D的物质的量,不能说明到达平衡,故d错误,所以本题的答案选择c。
(4)同一反应在相同温度下,正、逆反应方向的平衡常数互为倒数,故1200℃时反应
C(g)+D(g)?A(g)+B(g)的平衡常数的值为1/0.4=2.5
点评:本题考查化学平衡计算、平衡常数计算、化学反应速率、平衡状态判断,难度中等,注意化学平衡状态判断,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态。
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