题目内容

在一密闭容器中发生反应: 2A(g)+B(g)E(g)
(1)写出该反应的平衡常数表达式___________       ____,已知升高温度时,v(正)>v(逆),此时K值__     __(填“变大”“变小”或“不变”);该反应的△H_____0(填“>”、“=”、“<”);
(2)将1.0mol A和1.0mol B混合后装入2L容器中发生反应,E的物质的量的变化如图所示。
①3分钟内E的平均反应速率为________       _________;
②求此温度下该反应的平衡常数K=                 (结果保留小数后1位);
③请在图中画出5分钟内A的物质的量变化的曲线;

(3)已知在如图所示的变化中,平衡常数K保持不变,则在5~7min内引起E的物质的量变化的原因可能是____________(填编号)。
①降低了温度 ②升高了温度 ③使用了催化剂 ④增大了容器的体积 ⑤缩小了容器的体积 ⑥减少了A的物质的量。

(14分)(1)(2分)  变大(2分)   大于(2分)
(2)①0.05mol/(L?min)(2分,其它速率单位表达也行)
②10.7(2分,答卷留空影响,不要写出求解过程,只要数值准确);
③见下图(2分,起点和转折点要求准确)

(3)④、⑥(2分,对1给1分,错1扣1分,扣完2分为止)

解析试题分析:(1)由于化学平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,则该反应的平衡常数为c(E)/[c2(A)·c(B)];根据化学平衡移动原理可知,平衡时升高温度,v(正)>v(逆),前者导致平衡向吸热反应方向移动,后者导致平衡向正反应方向移动,则正反应是吸热反应;升高温度导致平衡向正反应方向移动时,生成物浓度增大、反应物浓度减小,根据化学平衡常数的计算式可知,则该反应的平衡常数变大或增大;(2)①读图可知,3分钟内E由0增加到0.3mol,根据平均反应速率的计算式(v=△c/△t=△n/(V·△t)),则v(E)=0.3mol/(2L×3min)=0.050mol/(L·min);②解:依题意,该反应各组分起始、变化、平衡的浓度均已知,则:
2A(g)  +  B(g)  E(g)
起始浓度/ mol?Lˉ1               0.5       0.5        0
变化浓度/ mol?Lˉ1              0.3       0.15      0.15
平衡浓度/ mol?Lˉ1               0.2       0.35      0.15
K= c(E)/[c2(A)·c(B)]=" 0.15/[" 0.22×0.35]≈10.7
答:此温度下该反应的平衡常数K为10.7。
③画图要点:a.依题意,起点(或t=0)时,A为1.0mol;b.未达平衡时,A逐渐减小;c.拐点(或平衡点、t=3min),n(A)="c(A)" ?V=0.2mol?Lˉ1×2L=0.4mol;d.t=3min~5min时,该反应处于化学平衡状态,A为0.4mol,保持不变。
(3)平衡常数只与温度有关,由于正反应是吸热反应,降低温度平衡左移,生成物浓度减小、反应物浓度增大,则c(E)/[c2(A)·c(B)]的比值减小,所以平衡常数K减小,故①错误;升高温度平衡右移,生成物浓度增大、反应物浓度减小,则c(E)/[c2(A)·c(B)]的比值增大,所以平衡常数K增大,故②错误;使用催化剂时,平衡不移动,E的物质的量不减小,平衡常数K也不变,故③错误;增大容器体积,各组分浓度均减小,实质就是减小压强,由于正反应是气态物质体积减小的反应,减小压强平衡左移,则E的物质的量减小,但平衡常数K不变,故④正确;缩小容器体积,各组分浓度均增大,实质就是增大压强,平衡右移,则E的物质的量增大,但平衡常数K不变,故⑤错误;减小A的物质的量,就是减小反应物浓度,平衡左移,则E的物质的量减小,但平衡常数K不变,故⑥正确。
考点:考查化学反应原理,涉及化学平衡常数表达式的书写、根据温度导致化学平衡移动的方向确定焓变的正负、平衡常数的变化趋势、平均反应速率和化学平衡常数的计算、画出化学反应速率和化学平衡图像、推断影响化学平衡的因素等。

练习册系列答案
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(1)真空碳热还原—氯化法可实现由铝矿制备金属铝,其相关的热化学方程式如下:
2Al2O3(s)+2AlCl3(g)+6C(s)=6AlCl(g)+6CO(g)   △H=a kJ·mol1
3AlCl(g) =2Al(l)+AlCl3(g)                    △H=b kJ·mol1
反应Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)的△H=      kJ·mol1(用含a、b的代数式表示);
(2)用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)  △H="Q" kJ·mol1在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:

          时间(mol/L)
浓度(mol/L)
 0
10
20
30
40
50
NO
1.00
0.68
0.50
0.50
0.60
0.60
N2
0
0.16
0.25
0.25
0.30
0.30
CO2
0
0.16
0.25
0.25
0.30
0.30
①0~10min内,NO的平均反应速率v(NO)=       ,T1℃时,该反应的平衡常数K=      
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是      (填字母编号)。
a.通入一定量的NO            b.加入一定量的活性炭
c.加入合适的催化剂           d.适当缩小容器的体积   
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3:1:1,则Q        0(填“>”或“<”)。
④在恒容条件下,能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是     (填选项编号)。
a.单位时间内生成2n mol NO(g)的同时消耗n mol CO2(g) 
b.反应体系的温度不再发生改变
c.混合气体的密度不再发生改变                
d.反应体系的压强不再发生改变
(3)铝电池性能优越,Al—Ag2O电池可用作水下动力电源,其原理如下图所示:
           
请写出该电池正极反应式          ;常温下,用该化学电源和惰性电极电解300ml硫酸铜溶液(过量),消耗27mg Al,则电解后溶液的pH=     (不考虑溶液体积的变化)。

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实验编号
T/K
c(Na2S2O3)/ mol·L-1
c(H2SO4)/ mol·L-1
实验目的

298
0.1
0.1
实验①和②探究温度对该反应速率的影响;
实验①和③探究反应物浓度对该反应速率的影响

308
 
 

 
0.2
 
(2)Na2S2O3还具有很强的还原性,Na2S2O3溶液与足量氯水反应的化学方程式为:
________                                                (提示:S元素被氧化为SO42-)。
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实验步骤
预期现象和结论
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步骤3:取步骤2的少量上层清液于试管B中,                                                  
                                                       
                  
                  
 

(15分)光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途,工业上采用高温下CO与Cl2在活性炭催化下合成。
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①计算反应在第8min时的平衡常数K=                  
②比较第2min反应温度T(2)与第8min反应温度T(8)的高低:T(2)     T(8)
(填“<”、“>”或“=”),
③若12min时反应于温度T(8)下重新达到平衡,则此时c(COCl2)=       mol·L-1
④比较产物CO在2-3min、5-6min和12-13min时平均反应速率(平均反应速率分别以v(2-3)、v(5-6)、v(12-13))的大小                                       
⑤比较反应物COCl2在5-6min和15-16min时平均反应速率的大小:v(5-6)     v(15-16)(填“<”、“>”或“=”),原因是                                                     

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