Question

13．将一定量的A和B加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：A（g）+B（s）?2C（g）．忽略固体的体积，平衡时A的体积分数（%）随温度和压强的变化如下表所示：

压强/MPa 体积分数/% 温度/℃	1.0	2.0	3.0
810	46.0	a	b
915	c	25.0	d
1000	e	f	15.0

回答下列问题：
（1）欲提高C的产率，应采取的措施为升高温度、降低压强；
（2）该反应△H＞ 0（填“＜”或“＞”）；
（3）比较K_（810℃）＜ K_（915℃） （填“＜”、“＞”或“=”），说明理由升高温度平衡向正向移动，因此平衡常数增大；
（4）915℃2.0MP时A的转化率为60%；
（5）比较b＞f（填“＜”、“＞”或“=”），说明理由升温平衡正向移动所以f＜25.0＜a，增大压强平衡逆向移动所以a＜b，所以b＞f；
（6）若1000℃，3.0MPa时，向容器中加入0.16mol A和0.20mol B，平衡时容器体积为10L，则此时平衡常数K=0.133（保留两位有效数字）．

Answer 1

分析 （1）根据题中的反应，该反应为气体体积增大的反应，正反应为气体物质的量增大的反应，根据表中数据，当压强增大平衡应逆向移动，A的体积分数应增大，但当温度升高且同时压强增大时，A的体积分数下降，平衡正向移动，说明该反应为吸热反应，根据影响平衡移动的因素答题；
（2）根据（1）的分析答题；
（3）结合（1）中分析可知正反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大；
（4）设A、B的起始物质的量为x、y，A的转化率为a，
    根据反应A（g）+B（s）?2C（g），
起始（mol） x      y       0 
转化（mol）ax      ax      2ax
平衡（mol）x-ax             2ax
根据题意有$\frac{x-ax}{x-ax+2ax}$=25.0%，据此计算；
（5）根据温度和压强对平衡移动的影响判断；
（6）1000℃，3.0MPa时，A的体积分数为15.0%，向容器中加入0.16mol A和0.20mol B，平衡时容器体积为10L，则A的浓度为0.016mol/L，B的浓度为0.02mol/L，利用三段式分析，
               A（g）+B（s）?2C（g），
起始（mol/L） 0.016  0.02      0 
转化（mol/L）   x      x      2x
平衡（mol/L）0.016-x          x
$\frac{0.016-x}{0.016-x+x}$=15.0%a，据此求得x，根据平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（C）}{c（A）}$计算．

解答 解：（1）根据题中的反应，该反应为气体体积增大的反应，正反应为气体物质的量增大的反应，根据表中数据，当压强增大平衡应逆向移动，A的体积分数应增大，但当温度升高且同时压强增大时，A的体积分数下降，平衡正向移动，说明该反应为吸热反应，所以欲提高C的产率，应采取的措施为升高温度、降低压强，
故答案为：升高温度、降低压强；
（2）根据（1）的分析可知，该反应为吸热反应，
故答案为：＞；
（3）结合（1）中分析可知正反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大，所以K_（810℃）＜K_（915℃） ，
故答案为：＜；升高温度平衡向正向移动，因此平衡常数增大；
（4）设A、B的起始物质的量为x、y，A的转化率为a，
    根据反应A（g）+B（s）?2C（g），
起始（mol） x      y       0 
转化（mol）ax      ax      2ax
平衡（mol）x-ax             2ax
根据题意有$\frac{x-ax}{x-ax+2ax}$=25.0%，a=60%，
故答案为：60%；
（5）由于该反应是气体物质的量增大的吸热反应，根据温度和压强对平衡移动的影响可知，升温平衡正向移动所以 f＜25.0＜a；增大压强平衡逆向移动所以a＜b，所以b＞f，
故答案为：＞；升温平衡正向移动所以 f＜25.0＜a，增大压强平衡逆向移动所以a＜b，所以b＞f；
（6）1000℃，3.0MPa时，A的体积分数为15.0%，向容器中加入0.16mol A和0.20mol B，平衡时容器体积为10L，则A的浓度为0.016mol/L，B的浓度为0.02mol/L，利用三段式分析，
               A（g）+B（s）?2C（g），
起始（mol/L） 0.016  0.02      0 
转化（mol/L）   x      x      2x
平衡（mol/L）0.016-x          2x
$\frac{0.016-x}{0.016-x+2x}$=15.0%a，x=0.0118mol/L，根据平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（C）}{c（A）}$=$\frac{0.023{6}^{2}}{0.016-0.0118}$=0.133，
故答案为：0.133．

点评 本题考查化学平衡有关计算、平衡常数计算、化学平衡影响因素等，（4）中计算物质的分压是关键，题目难度中等．