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 | 900 | 830 | 1000 | 1200 |
平衡常数 | 1.7 | 1.1 | 1.0 | 0.6 | 0.4 |
回答下列问题:
(1)该反应逆反应的△H_____0(填“<”“>”“=”)。
(2)830℃时,向一个5L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)=0.003mol·L-1·s-1。则6s时c(A)=_____________,C的物质的量为_____________;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1mol氩气,平衡时A的转化率为 ___________________。
(3)1200℃时反应C(g)+D(g)A(g)+B(g)的平衡常数的值为____________。
【答案】 > 0.022mol·L-1 0.09mol 80% 80% 2.5
【解析】(1)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)=0.003molL-1s-1,则6s内△c(A)=0.003molL-1s-1×6s=0.018mol/L,A的起始浓度为0.2mol÷5L=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)
起始浓度(mol/L):0.04 0.16 0 0
变化浓度(mol/L):x x x x
平衡浓度(mol/L):0.04-x 0.16-x x x
故x2/(0.04-x)(0.16-x)=1
解得x=0.032
所以平衡时A的转化率为×100%=80%
体积不变,充入1mol氩气,反应混合物各组分的浓度不变,平衡不移动,A的转化率不变,仍然为80%;(3)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。