Question

13．在容积为1L的密闭容器中，进行如下反应：A（g）+2B（g）?C（g）+D（g），在不同温度下，D的物质的量n（D）和时间t的关系如图，（在800℃，第5分钟时可逆反应达到平衡状态），请回答下列问题：
（1）700℃时，0-5min内，以B表示的平均反应速率为0.18mol/（L．min）
（2）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是AB
A、容器中压强不变                B、混合气体中c（A）不变
C、v正（B）=v逆（D）                 D、c（A）=c （C）
（3）若最初加入1.0molA和2.2molB，利用图中数据计算800℃时的平衡常数K=0.72，该反应为吸热反应（填“吸热”或“放热”）．
（4）800℃时，某时刻测得体系中各物质的物质的量浓度如下：c（A）=0.06mol?L^-1、c（B）=0.50mol?L^-1、c（C）=0.20mol?L^-1、c（D）=0.018mol?L^-1，则此时该反应向正方向进行（填“向正方向进行”、“向逆方向进行”或“处于平衡状态”）．

Answer 1

分析 （1）根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（D），再利用速率之比等于化学计量数之比计算v（B）；
（2）可逆反应到达平衡时，同种物质的正逆速率相等，各组分的浓度、含量保持不变，由此衍生的其它一些量不变，判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不变化说明到达平衡；
（3）800℃时平衡时生成D为0.6mol，则：
            A（g）+2B（g）?C（g）+D（g）
起始量（mol）：1      2.2     0     0
变化量（mol）：0.6    1.2     0.6   0.6
平衡量（mol）：0.4    1       0.6   0.6
由于容器的体积为1L，用物质的量代替浓度代入K=$\frac{c（C）×c（D）}{c（A）×{c}^{2}（B）}$计算平衡常数；
由图可知，升高温度后D的物质的量增大，说明升高温度平衡正向移动；
（4）计算浓度商Qc，若Qc=K，处于平衡状态，若Qc＜K，反应向正反应进行，若Qc＞K，反应向逆反应进行．

解答 解：（1）700℃时，5min平衡时生成0.45mol，则v（D）=$\frac{\frac{0.45mol}{1L}}{5min}$=0.09mol/（L．min），速率之比等于化学计量数之比，则v（B）=2v（D）=0.18mol/（L．min），
故答案为：0.18mol/（L．min）；
（2）A．正反应为气体物质的量减小的反应，随反应进行容器中压强减小，当容器内压强不变时，说明反应到达平衡，故A正确；
B．混合气体中c（A）不变说明到达平衡，故B正确；
C．v_正（B）=2v_逆（D）时说明到达平衡，故C错误；
D．平衡时A、C的浓度与A的转化率有关，平衡时不一定相等，故D错误，
故选：AB；
（3）800℃时平衡时生成D为0.6mol，则：
            A（g）+2B（g）?C（g）+D（g）
起始量（mol）：1     2.2      0      0
变化量（mol）：0.6   1.2      0.6    0.6
平衡量（mol）：0.4   1        0.6    0.6
由于容器的体积为1L，用物质的量代替浓度计算平衡常数，则K=$\frac{c（C）×c（D）}{c（A）×{c}^{2}（B）}$=$\frac{0.6×0.6}{0.4×{1}^{2}}$=0.9；
由图可知，升高温度后D的物质的量增大，说明升高温度平衡正向移动，而升高温度平衡向吸热反应移动，故正反应为吸热反应，
故答案为：0.9；吸热；
（4）浓度商Qc=$\frac{0.2×0.018}{0.06×0．{5}^{2}}$=0.24＜K=0.9，反应向正反应进行，故答案为：向正方向进行．

点评 本题考查化学平衡计算、平衡状态判断、反应速率计算、平衡常数计算与应用等，难度不大，注意理解平衡常数应用．