Question

在一容积为2L的密闭容器内加入0.2mol A和0.6mol B，在一定条件下发生反应：A（s）+3B（g）?2C（s）+3D（g）已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表：

温度/℃	1000	1150	1300
平衡常数	64.0	50.7	42.9

请回答下列问题：
（1）该反应的平衡常数表达式K=

 

，△H

 

 0（填“＞”或“＜”）．
（2）1000℃时，4min后达到平衡．求B的平衡转化率为

 

，平衡时B的体积分数

 

．
（3）欲提高（2）中B的平衡转化率，可采取的措施是

 

A．减少C的量       B．增加A的量         C．移出部分D
D．降低反应温度     E．减小容器的容积     F．加入合适的催化剂
（4）1000℃时，在一容积为2L的密闭容器内加入X mol C和0.6mol D，5min后达到平衡，B的浓度与（2）中B的浓度相同，求X的范围

 

（5）下列说法中能说明反应已达到平衡状态的是

 

A．容器内混合气体的压强不随时间变化而变       B．B的速率不随时间的变化而变化
C．c（B）：c（D）=1：1           D．混合气体的密度保持不变（M（B）≠M（D））

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据化学平衡常数的表达式定义完成，注意固体在平衡常数中不表示；根据表中温度升高，平衡常数的变化判断焓变；
（2）依据图表知，1000℃时K=64.0，根据化学方程式列三段式进行计算；
（3）欲提高（2）中B的平衡转化率，则根据平衡移动原理判断平衡向正反应方向移动；
（4）由5min后达到平衡，B的浓度与（2）中B的浓度相同，则两次平衡的平衡状态相同，固体C的量只要能够转化成（2）平衡时B的量即可；
（5）化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的一些物理量也不变，也可以判断平衡状态，以此解答．

解答： 解：（1）在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生反应：A（s）+3B（g）?2C（s）+3D（g），该反应的平衡常数表达式为：K=

C 3(D)

C 3(B)

；
从表中数据可知，温度升高，平衡常数减小，说明化学平衡向着逆向移动，正反应为放热反应，△H＜0，
故答案为：K=

C 3(D)

C 3(B)

；＜；
（2）依据1000℃时K=64.0，列三段式进行计算，
              A（s）+3B（g）?2C（s）+3D（g）
起始量（mol）  0.2    0.6     0        0       
变化量（mol）   X     3X      2X     3X 
平衡量（mol）0.2-X    0.6-3X  2X     3X
根据1000℃时K=64.0=

(3X/2L) 3

((0.6-3X)/2L)3

，则X=0.16
B的平衡转化率为

3×0.16

0.6

×100%=80%，平衡时B的体积分数为

0.6-3×0.16

0.6

×100%=20%，
故答案为：80%；20%；
（3）欲提高（2）中B的平衡转化率，判断平衡向正反应方向移动，
A．减少C的量，因为C是固体，改变固体的量，平衡不移动，故A错误；
B．增加A的量，因为A是固体，改变固体的量，平衡不移动，故B错误；
C．移出部分D，相当于减小生成物的浓度，平衡向正反应方向移动，B的平衡转化率提高，故C正确；
D．降低反应温度，由（1）得该反应为放热反应，故降低温度平衡正反应方向移动，B的平衡转化率提高，故D正确；
E．减小容器的容积，相当于增大压强，但该反应前后气体体积不变，故平衡不移动，故E错误；
F．加入合适的催化剂，因为催化剂只改变速率不改变平衡，平衡不移动，故F错误；
故选：CD；
（4）由5min后达到平衡，B的浓度与（2）中B的浓度相同，固体C的量只要能够转化成（2）平衡时B的量即可
             A（s）+3B（g）?2C（s）+3D（g）
起始量（mol） 0       0       X      0.6    
变化量（mol）        0.12    0.08       0.12
平衡量（mol）       0.12     X-0.08
由以上三段式可知，只要X-0.08＞0，即可以转换，故X＞0.08mol
故答案为：X＞0.08mol；
（5）反应前后发生变化的量不变即是平衡状态，
A．反应前后气体计量数相同，所以压强不变不能判断平衡状态，故A错误；
B．B的速率不随时间的变化而变化，说明反应速率不变，可以判断平衡状态，故B正确；
C．c（B）：c（D）=1：1，只能是反应中的某一时刻，不能判断平衡状态，故C错误；
D．容器中混合气体的体积不变，质量增大，所以密度增大，当密度不变时，即是平衡状态，故D正确；
故答案为：BD．

点评：本题考查化学平衡的判断及其有关计算、化学反应速率计算、平衡常数等，难度中等．