Question

18．已知2A（g）+B（g）?2C（g），向容积为1L的密闭容器中加入0.050mol A和0.025mol B，在500℃时充分反应，达平衡后测得c（C）=0.010mol•L^-1，放出热量Q₁kJ．
（1）能说明上述反应已经达到化学平衡状态的是ab（填写序号）；
a．v_逆（A）=2v_正（B）      b．容器内压强保持不变
c．v（C）=2v（B）         d．容器内气体的密度保持不变
（2）若在相同的容器中加入0.100mol A和0.050molB，500℃时充分反应达平衡后，放出热量Q₂kJ，则2Q₁＜Q₂（填“＞”、“＜”或“=”）；
（3）500℃时，上述反应的化学平衡常数K=3.125；
（4）已知：K（300℃）＜K（350℃），该反应是吸热（填“放热”或“吸热”）热反应；若反应温度升高，A的转化率增大（填“增大”、“减小”或“不变”）；
（5）某温度下，A的平衡转化率（a）与体系总压强（P）的关系如图所示，平衡状态由a变到b时，化学平衡常数K（A）=K（B）（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

分析 （1）可逆反应到达平衡时，同种物质的正逆速率相等，各组分的浓度、含量保持不变，由此衍生的其它一些量不变，判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不变化说明到达平衡；
（2）等效为在原平衡基础上增大压强，平衡正向移动，反应物转化率增大；
（3）计算平衡时各物质的浓度，代入平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{2}（C）}{{c}^{2}（A）×c（B）}$计算；
（4）由于K（300℃）＜K（350℃），说明升高温度平衡常数增大，平衡正向移动；
（5）平衡常数只与温度有关，压强不影响平衡常数．

解答 解：（1）a．由方程式可知v_正（A）=2v_正（B），而v_逆（A）=2v_正（B），则v_正（A）=v_逆（A），到达平衡状态，故a正确；
b．随反应进行气体的物质的量减小，所以容器内的压强减小，所以容器内压强保持不变，说明到达平衡，故b正确；
c．未指明正逆速率，不能确定是否到达平衡，若分别表示正逆速率，则到达平衡状态，故c错误；
d．混合气体总质量不变，容器的容积不变，混合气体密度始终不变，故d错误，
故答案为：ab；
（2）若在相同的容器中加入0.100mol A和0.050molB，500℃时充分反应达平衡后，等效为在原平衡基础上增大压强，平衡正向移动，反应物转化率增大，转化的B的物质的量等于原平衡中的2倍，故2Q₁＜Q₂，
故答案为：＜；
（3）500℃时充分反应，达平衡后测得c（C）=0.010mol•L^-1，则：
                 2A（g）+B（g）?2C（g）
起始浓度（mol/L）：0.05   0.025    0
变化浓度（mol/L）：0.01   0.005   0.01
平衡浓度（mol/L）：0.04   0.02    0.01
平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（C）}{{c}^{2}（A）×c（B）}$=$\frac{0.0{1}^{2}}{0.0{4}^{2}×0.02}$=3.125，
故答案为：3.125；
（4）由于K（300℃）＜K（350℃），说明升高温度平衡常数增大，平衡正向移动，所以正反应为吸热反应，所以A的转化率增大，故答案为：吸热；增大；
（5）平衡常数只与温度有关，所以平衡状态由a变到b时压强增大，但温度不变，所以K不变，即K（A）=K（B），故答案为：=．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、平衡状态判断、平衡常数等，难度中等，注意判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不变化说明到达平衡．