Question

19．已知2A₂（g）+B₂（g）?2C₃（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2molA₂和1molB₂，在500℃时充分反应达平衡后C₃的浓度为w mol/L，放出热量b kJ．
（1）比较a＞b（ 填＞、=、＜）
（2）此反应的平衡常数表达式为$\frac{{c}^{2}（{C}_{3}）}{{c}^{2}（{A}_{2}）．c（{B}_{2}）}$；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 C₃，500℃时充分反应达平衡后，吸收热量ckJ，C₃浓度=（填＞、=、＜）w mol/L，a、b、c之间满足何种关系a=b+c（用代数式表示）．
（4）能说明该反应已经达到平衡状态的是bc．
a、V（C₃）=2V（B₂）；  
b、容器内压强保持不变   
c、V逆（A₂）=2V正（B₂）   
d、容器内的密度保持不变
（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C₃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）若将上述容器改为恒压容器（反应前体积相同），起始时加入2molA₂和lmolB₂，500℃时充分反应达平衡后，放出热量d kJ，则d＞b（ 填＞、=、＜），理由是恒压条件下，由于始终保持较大压强，故反应物转化率高，生成C3比恒容多，则放出的热量也大．

Answer 1

分析 （1）热化学方程式表达的意义为：当2mol A₂和1mol B₂完全反应时，放出热量为akJ，据此判断a、b大小关系；
（2）平衡常数为产物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂的乘积的比值；根据反应的热效应判断化学平衡常数的变化；
（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，据此判断；
（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）该反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应，为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动，应该采用增大反应物浓度方法；
（6）恒压条件下，由于始终保持较大压强，转化的越多，放出热量较多．

解答 解：（1）热化学方程式表达的意义为：当2mol A₂和1mol B₂完全反应时，放出热量为akJ，而加入2mol A₂和1mol B₂达到平衡时，没有完全反应，即释放的热量小于完全反应释放的热量，即b＜a，
故答案为：＞； 
（2）平衡常数为产物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂的乘积的比值，则K=$\frac{{c}^{2}{（C}_{3}）}{{c}^{2}（{A}_{2}）．c（{B}_{2}）}$；正反应方向放热，升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，K减小，
故答案为：$\frac{{c}^{2}（{C}_{3}）}{{c}^{2}（{A}_{2}）．c（{B}_{2}）}$；减小；
（3）相同条件下，2mol C₃达到平衡状态时，与加入2mol A₂和1mol B₂建立完全相同的平衡状态，即等效平衡，C₃=w mol/L，即从化学平衡状态到完全反应生成2molC，放出热量为c kJ，由于等效平衡的正逆反应转化率之和等于1，则b+c=a，
故答案为：=；b+c=a；
（4）a、V（C₃）=2V（B₂）时，该反应可能达到平衡状态也可能没有达到平衡状态，与反应初始浓度及转化率有关，不能据此判断平衡状态，故错误；  
b、该反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应，当容器内压强保持不变时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故正确；
c、V逆（A₂）=2V正（B₂）=V正（A₂），同一物质的正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故正确；
d、混合气体遵循质量守恒定律，则反应前后混合气体质量不变，容器体积不变，则容器内的密度保持不变，不能据此判断平衡状态，故错误；
故选bc；
（5）a、及时分离出C₃气体，平衡正向移动，但反应速率减小，故错误；  
b、适当升高温度反应速率增大但平衡逆向移动，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）由于给定反应是一个气体体积减小的反应，恒压条件下，相当给原平衡加压，平衡正向移动，转化率变大，放出热量增多，d＞b；
故答案为：＞；恒压条件下，由于始终保持较大压强，故反应物转化率高，生成C₃比恒容多，则放出的热量也大．

点评 本题考查化学平衡影响因素、化学反应速率影响因素、平衡状态判断等知识点，为高频考点，注意：催化剂只影响反应速率不影响平衡移动，只有反应前后改变的物理量不变时可逆反应才能达到平衡状态，为易错点．