Question

11．已知2A₂（g）+B₂（g）?2C（g）；△H=-a kJ/mol（a＞0），在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2mol A₂和1mol B₂，在500℃时充分反应达平衡后C的浓度为w mol/L，放出热量b kJ．请回答下列问题：
（1）比较a＞b（填＞、=、＜）
（2）此反应的平衡常数表达式为K=$\frac{{c}^{2}（C）}{{c}^{2}（{A}_{2}）．c（{B}_{2}）}$；
若将反应温度升高到700℃，反应的平衡常数将减小（增大、减小或不变）．
（3）若在原来的容器中，只加入2mol C，500℃时充分反应达平衡后，吸收热量ckJ，a、b、c之间满足何种关系b+c=a（用代数式表示）．
（4）能说明该反应已经达到平衡状态的是bc（填序号，有一个或多个选项符合题意，下同）．
a、v（C）=2v（B₂）                    b、容器内气体压强保持不变
c、v_逆（A₂）=2v_正（B₂）               d、容器内的气体密度保持不变
（5）为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是c．
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
（6）保持温度不变，按下列比例充入固定容积的容器中，达到平衡后C的浓度仍为w mol/L的是②④⑤．
①4molA+2molB         ②2molC     ③2molA+1molB+2molC
④1.2molA+0.6molB+0.8molC        ⑤1molA+0.5molB+1molC
（7）若将上述容器改为恒压容器（反应前体积相同），起始时加入2mol A₂和1mol B₂，500℃时充分反应达平衡后，放出热量dkJ，则d＞b（填＞、=、＜）．
（8）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．
①若最初加入1.0mol A和2.2mol B，利用图中数据计算800℃时的平衡常数K=0.90.9，该反应为吸热反应（填“吸热”或“放热”）．
②800℃时，某时刻测得体系中物质的量浓度如下：
c（A）=0.06mol/L，c（B）=0.50mol/L，c（C）=0.20mol/L，c（D）=0.018mol/L，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）2A₂（g）+B₂（g）?2C（g）；△H=-a kJ/mol（a＞0）中的a表示2molA₂完全反应时放出akJ热量，因为该反应是可逆反应，加入2molA₂时，A₂反应的物质的量小于2mol；
（2）化学平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比；该反应的正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动；
（3）相同条件下，2mol C₃达到平衡状态时，与加入2mol A₂和1mol B₂达建立完全相同的平衡状态，即从化学平衡状态到完全反应生成2molC₃，放出热量为c kJ；
（4）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质物质的量、物质的量浓度、百分含量都不变，以及由此引起的一系列物理量不变；
（5）增大反应速率且平衡正向移动，可以通过增大反应物浓度、增大压强实现；
（6）保持温度不变，按下列比例充入固定容积的容器中，达到平衡后C的浓度仍为w mol/L，说明与原来平衡为等效平衡，只要进入的物质完全转化为反应物时应该相当于是2molA₂、1molB₂；
（7）若将上述容器改为恒压容器（反应前体积相同），与原容器相比相当于增大压强，增大压强平衡正向移动；
（8）①A（g）+2B（g）?C（g）+D（g），
开始（mol）1.0     2.2             0         0
反应（mol）0.6     1.2            0.6       0.6
平衡（mol）0.4     1              0.6       0.6
平衡时c（A）=0.4mol/L、c（B）=1.0mol/L、c（C）=c（D）=0.6mol/L，
化学平衡常数K=$\frac{c（C）．c（D）}{c（A）．{c}^{2}（B）}$，升高温度平衡向吸热方向移动；
②先计算浓度商，根据浓度商与化学平衡常数相对大小确定反应方向．

解答 解：（1）2A₂（g）+B₂（g）?2C（g）；△H=-a kJ/mol（a＞0）中的a表示2molA₂完全反应时放出akJ热量，因为该反应是可逆反应，加入2molA₂时，A₂反应的物质的量小于2mol，所以放出的热量a＞b，
故答案为：＞；
（2）化学平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，该反应平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{2}（C）}{{c}^{2}（{A}_{2}）．c（{B}_{2}）}$；该反应的正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，化学平衡常数减小，
故答案为：K=$\frac{{c}^{2}（C）}{{c}^{2}（{A}_{2}）．c（{B}_{2}）}$；减小；
（3）相同条件下，2mol C达到平衡状态时，与加入2mol A₂和1mol B₂达建立完全相同的平衡状态，即从化学平衡状态到完全反应生成2molC，放出热量为c kJ，则b+c=a，
故答案为：b+c=a；
（4）a．v（C）=2v（B₂）时，反应速率方向未知，无法判断是否达到平衡状态，故错误；                    
b．反应前后气体的压强减小，当容器内气体压强保持不变时，各物质的物质的量不变，反应达到平衡状态，故正确；
c．v_逆（A₂）=2v_正（B₂）=v_正（A₂），正逆反应速率相等反应达到平衡状态，故正确；              
 d．无论反应是否达到平衡状态，容器内的气体密度始终保持不变，不能据此判断平衡状态，故错误；
故选bc；
（5）a、及时分离出C气体，平衡正向移动，但反应速率减小，故错误；              
b、适当升高温度，平衡逆向移动，故错误；
c、增大B₂的浓度，平衡正向移动且反应速率增大，故正确；                 
d、选择高效的催化剂，反应速率增大但平衡不移动，故错误；
故选c；
（6）保持温度不变，按下列比例充入固定容积的容器中，达到平衡后C的浓度仍为w mol/L，说明与原来平衡为等效平衡，只要进入的物质完全转化为反应物时应该相当于是2molA₂、1molB₂，
可以是充入2molC、充入1.2molA+0.6molB+0.8molC或1molA+0.5molB+1molC，
故答案为：②④⑤；
（7）若将上述容器改为恒压容器（反应前体积相同），与原容器相比相当于增大压强，增大压强平衡正向移动，放出的热量大于d＞b，
故答案为：＞；
（8）①A（g）+2B（g）?C（g）+D（g），
开始（mol）1.0     2.2             0         0
反应（mol）0.6     1.2            0.6       0.6
平衡（mol）0.4     1              0.6       0.6
平衡时c（A）=0.4mol/L、c（B）=1.0mol/L、c（C）=c（D）=0.6mol/L，
化学平衡常数K=$\frac{c（C）．c（D）}{c（A）．{c}^{2}（B）}$=$\frac{0.6×0.6}{0.4×1．{0}^{2}}$=0.9，
升高温度平衡向吸热方向移动，升高温度D的物质的量增大平衡正向移动，所以该反应的正反应是吸热反应，
故答案为：0.9；吸热；
②该时刻浓度商=$\frac{0.20×0.018}{0.06×（0.50）^{2}}$=0.24＜0.9，平衡正向移动，
故答案为：向正方向进行．

点评 本题考查化学平衡计算，为高频考点，涉及浓度商与化学平衡常数计算、等效平衡计算、化学平衡状态判断等知识点，侧重考查学生分析计算能力，难点是等效平衡的建立，题目难度中等．