Question

三种不同条件下，分别向容积固定的2L密闭容器中充入2molA和1mol B，发生反应如下：2A（g）+B（g）?2D（g）+Q，相关条件和数据见下表．

	实验Ⅰ	实验Ⅱ	实验Ⅲ
反应温度/℃	800	800	850
达平衡时间/min	40	10	30
c（ D ）平衡/mol?L-1	0.5	0.5	0.15
反应的能量变化/kJ	Q1	Q2	Q3

请回答：
（1）实验Ⅲ，反应进行到30min时的平均速率v （D）为

 

．
（2）实验Ⅱ可能隐含的反应条件是

 

．
（3）下列描述中能说明上述反应已达平衡的是

 

（填序号）．
a．c（A）=2c（B）                       
b.2v（D）_正=v（B）_逆
c．容器内气体密度不随时间而变化     
d．容器内气体压强不随时间而变化
（4）对比上述实验，可知该反应的反应热Q

 

0（填“＞”或“＜”），并将Q、Q₁、Q₂、Q₃按从小到大的顺序排列：

 

．
（5）若实验Ⅰ达到平衡后，保持温度不变，再向密闭容器中通入由1mol A和1mol D组成的混合气体，则平衡将

 

移动（填“正向”、“逆向”或“不”），新平衡状态时c（D）为

 

mol?L^-1．

Answer 1

考点：化学平衡状态的判断,反应速率的定量表示方法,化学平衡的影响因素

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据v=

△c

△t

计算反应速率；
（2）催化剂能改变反应速率但不影响平衡移动；
（3）反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，可由此进行判断；
（4）升高温度平衡向吸热反应方向移动，根据反应物和反应热之间的关系式判断；
（5）根据平衡常数表达式确定平衡是否移动．

解答： 解：解：（1）v（D）=

0.15mol/L

30min

=0.005mol?L^-1?min^-1，故答案为：0.005mol?L^-1?min^-1；
（2）实验I与实验II相比，反应温度和体积相同，初始量相同，建立的化学平衡中c（D）也相同，说明两个化学平衡在各组分的量上来说是相同的平衡状态，只是到达化学平衡状态所用时间不同，时间越短，化学反应速率越大，即实验II中的化学反应速率大，可能使用了催化剂，即其隐含条件是使用了催化剂，
故答案为：使用（效率更高的）催化剂；
（3）a．c（A）=2c（B），只说明c（A）：c（B）=2：1，无法判断正反应速率等于逆反应速率，因此a错误；b.2v （D）_正=v （B）_逆说明：v （B）_逆：v （D）_正═2：1不等于对应化学计量数之比，即正反应速率不等于逆反应速率，即b错误；
c．体积不变，气体的质量不变，密度也会不变，用密度不变无法区分非平衡状态和平衡状态，即c错误；
d．反应2A （g）+B （g）?2D （g）是反应前后气体的总物质的量不相等的反应，当体积固定时，根据阿伏伽德罗定律可知，温度、体积相同时，气体的物质的量之比等于压强之比，容器内气压不随时间变化，说明气体的总物质的量不再发生变化，即说明可逆反应达到了化学平衡状态，故d正确．
故选d；
（4）实验III与实验 II相比，体积相同，初始量相同，只是温度不同，达到平衡时c（D）不同，可以这样理解实验III是实验 II升温建立的平衡，导致c（D）减下，即升温平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此a＜0．
根据上面的分析，可以认为实验III是实验 II升温建立的平衡，升温平衡向逆反应方向移动，则实验III放出的热量数值小于实验II放出的热量数值，即Q₃＜Q₂．根据（2）的分析，实验I与实验II的化学平衡状态相同（速率不同），则放出的热量数值必然相同，即Q₁=Q₂．故Q₁、Q₂、Q₃按从小到大的顺序排列为Q₃＜Q₁=Q₂，
该反应是可逆反应，所以Q₃＜Q₁=Q₂＜Q
故答案为：＜；Q₃＜Q₁=Q₂＜Q；
（5）若实验I达到平衡后，根据A和D的关系式知，平衡时A和D的浓度相等都是0.5mol/L，若保持温度不变，再向密闭容器中通入1mol A和1mol D后，则混合后，A和D的浓度仍然相等，根据K=

c2(D)

c2(A)．c(B)

知，温度不变，平衡常数不变，且C和D的浓度不变，则平衡不移动，新平衡时，D的物质的量浓度=0.5mol/L+

1mol

2L

=1mol/L，
故答案为：不，1．

点评：本题考查反应速率的计算、化学平衡的移动等知识点，会根据浓度商和化学平衡常数的相对大小确定平衡移动方向，难度中等．