题目内容
某可逆反应X(g)+Y(g)Z(g)+2W(g),其化学平衡常数K和温度的关系如下表:
| T/℃ | 700 | 800 | 850 | 1000 |
| K | 0.01 | 0.05 | 0.10 | 0.40 |
(1)上述反应的平衡常数表达式K=________,ΔH________0(填“>”或“<”)。加入催化剂,该反应的ΔH将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)若上述反应在绝热恒容的密闭容器内进行,则能说明该反应达到化学平衡状态的依据有________。
A.混合气体的密度保持不变
B.v正(X)=v正(Z)
C.容器内温度恒定
D.W的质量分数不变
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(3)在850 ℃、体积为1 L的密闭容器内,加入0.2 mol Z和0.3 mol W发生上述反应。X的c(X)-t曲线如图所示。
①0~4 min内W的平均速率为________mol·L-1·min-1。
②在5 min末将容器体积缩小至0.5 L,若在8 min末达到新平衡(此时X的浓度约为0.26 mol/L),请在图中画出5 min~9 min的X浓度的变化曲线。
解析:本题考查了反应热、化学反应速率与化学平衡知识,意在考查考生对化学反应原理的综合运用能力。(1)根据化学平衡常数的含义可写出该反应的K=
,由表中数据得出,随着温度的升高,K增大,说明反应正向进行,故正反应为吸热反应,即ΔH>0。ΔH与化学反应的起始状态、终止状态有关,与物质所处环境的温度、压强有关,与化学反应的过程无关,故使用催化剂时ΔH不变。(2)因反应前后均是气体,且容器体积不变,故密度始终不变,A项不符合题意;B项表示的都是正反应速率,B项不符合题意;容器内温度恒定,说明热量不会改变了,反应达到平衡,C项符合题意;W的质量分数不变,说明反应达到平衡,D项符合题意。(3)①从图中可以得出,0~4 min X的浓度改变了0.10 mol·L-1,则v(X)=0.10 mol·L-1÷4 min=0.025 mol·L-1·min-1,又v(X):v(W)=1:2,故v(W)=0.05 mol·L-1·min-1。②因5 min末将容器体积缩小到0.5 L,各物质的浓度增大1倍,达到新平衡时,8 min时X的浓度为0.26 mol·L-1,可得出平衡点为(8,0.26),从而画出图线。
答案:
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(1)
(1分) >(1分) 不变(1分)
(2)CD(1分)
(3)①0.05(1分) ②如图所示[起点:(5,0.20)→平衡点:(8,0.26)](2分)