Question

【题目】如图所示的装置中发生反应2A2(g)＋B2(g)2C(g) ΔH＝－a kJ·mol－1(a>0)，已知P是

可自由滑动的活塞。在相同温度时关闭K，向A、B容器中分别充入2 mol A2和1 mol B2，两容器分别在500 ℃时达平衡，A中C的浓度为w1 mol·L－1，放出热量b kJ，B中C的浓度为w2 mol·L－1，放出热量c kJ。请回答下列问题：

(1)此反应的平衡常数表达式为________；若将温度升高到700 ℃，反应的平衡常数将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(2)比较大小：w1________w2(填“>”、“＝”或“<”)，a、b、c由大到小的关系为_________________。

(3)若打开K，一段时间后重新达平衡，容器B的体积将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(4)若让A、B体积相等且固定P，在B中改充入4 mol A2和2 mol B2，在500 ℃时达平衡后C的浓度为w3 mol·L－1，则w1、w3的关系为___________________________。

(5)能说明A中已达到平衡状态的是________(填序号，有一个或多个选项符合题意)。

a．v(C)＝2v(B2)

b．容器内气体压强保持不变

c．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化

d．容器内的气体密度保持不变

(6)使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是________。

a．及时分离出C气体 b．适当升高温度

c．增大B2的浓度 d．选择高效的催化剂

Answer 1

【答案】(1)K＝ 减小 (2)< a>c>b (3)减小 (4)w3>2w1 (5)bc (6)c

【解析】(1)根据化学方程式可写出该反应的平衡常数表达式。平衡常数只与温度有关，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数将减小。(2)A容器处于恒容状态，B容器处于恒压状态，该反应为气体分子数减小的反应，达到平衡时，B容器的体积小于A容器的体积，B容器相对于A容器相当于增压，平衡正向移动，w1<w2，c>b，由于该反应为可逆反应，不能进行完全，所以a>c>b。(3)若打开K压强与外界压强相同，相当于对A容器加压，一段时间后重新达平衡，容器B的体积将减小。(4)若让A、B体积相等且固定P，在B中改充入4 mol A2和2 mol B2，不考虑平衡移动，则在500 ℃时达平衡后，C的浓度为2w1 mol·L－1，由于压强增大，平衡正向移动，所以w3>2w1。(5)无论平衡与否，反应中均有v(C)＝2v(B2)，a不符合题意；因为该反应是一个反应前后气体分子数不相等的反应，所以容器内气体压强保持不变时说明已达到平衡状态，容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化时已达到平衡状态，b、c符合题意；反应中生成物和反应物均为气态，又容器恒容，任何时候密度均不变，d不符合题意。(6)分离出C气体，反应速率减小，平衡向正反应方向移动；适当升高温度，反应速率增大，平衡向逆反应方向移动；增加B2的浓度，反应速率增大，平衡向正反应方向移动；选择高效的催化剂，反应速率增大，但平衡不移动。