题目内容
【题目】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:
温度/ ℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
平衡常数 | 1.7 | 1.1 | 1.0 | 0.6 | 0.4 |
回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K= ____________,ΔH__0(填“<”“ >”或“ =”)。
(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的物质的量为_____;则反应达到平衡时,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_____(填“增大”“减少”或“不变”)。
(3)1200℃时反应C(g)+D(g) A(g)+B(g)的平衡常数的值为_______。
【答案】(1) < 0.09mol 80% 不变 2.5
【解析】
(1)化学平衡常数等于生成物浓度幂次方的乘积与反应物浓度幂次方乘积的比值;由表中数据可知,温度升高平衡常数降低,平衡向逆反应方向移动,故正反应为放热反应;
(2)根据反应初始6s内A的平均反应速率计算6s内△c(A),进而计算△n(A),再根据方程式可知n(C)=△n(A);设平衡时A的浓度变化量为x,列出三段式,结合830℃时,平衡常数等于1列方式解未知数,计算平衡x的转化量,进而计A的转化率;如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气,反应体系中各物质的浓度均不变,平衡不移动;
(3)同一反应在相同温度下,正、逆反应的平衡常数互为倒数。
(1)化学平衡常数等于生成物浓度幂次方的乘积与反应物浓度幂次方乘积的比值,则该反应的平衡常数的表达式为K=;由表中数据可知,温度升高平衡常数降低,平衡向逆反应方向移动,故正反应为放热反应,即△H<0;
故答案为:;<;
(2)反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0.003molL1s1,则6s内△c(A)=0.003molL1s1×6s=0.018mol/L,A的起始浓度为,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,则可列三段式:
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): 0.04x 0.16x x x
830℃时,平衡常数等于1,则,解得x=0.032mol,则平衡时A的转化率为;如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气,反应体系中各物质的浓度均不变,平衡不移动,则A的转化率不变;
故答案为:0.09mol;80%;不变;
(3)同一反应在相同温度下,正、逆反应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;
故答案为:2.5。