Question

4．已知2A（g）+B（g）?2C（g）△H=-a kJ/mol（a＞0），在一个有催化剂的固定容积的容器中加2mol A和1mol B，在500℃时充分反应达平衡后C的浓度为ω mol/L，放出热量为b kJ．
（1）比较a＞b（填“＞”“=”或“＜”）．
（2）下表为不同温度下该反应的平衡常数．由此可推知，表中T₁＜T₂（填“＞”“=”或“＜”）．

T/K	T1	T2	T3
K	1.00×107	2.45×105	1.88×103

若在原来的容器中，只加入2mol C，500℃时充分反应达平衡后，吸收热量为c kJ，C的浓度=（填“＞”“=”或“＜”）ω mol/L，a、b、c之间满足何种关系a=b+c（用代数式表示）．
（3）在相同条件下要想得到2a kJ热量，加入各物质的物质的量可能是D
A.4mol A和2mol B           B.4mol A、2mol B和2mol C
C.4mol A和4mol B            D.6mol A和4mol B
（4）将上述容器改为恒压容器（反应前体积相同），起始时加入2mol A和1mol B，500℃时充分反应达平衡后，放出热量为d kJ，则d＞b（填“＞”“=”或“＜”）
（5）一定温度下，向一个容积可变的容器中，通入3mol A和2mol B及固体催化剂，使反应，平衡时容器内气体物质的量为起始时的90%．保持同一反应温度，在相同容器中，将起始物质的量改为4mol A、3mol B和2mol C，则平衡时A的百分含量不变 （填“不变”“变大”“变小”或“无法确定”）．

Answer 1

分析 （1）可逆反应不能完全反应，参加反应的A的物质的量小于2mol；
（2）反应是放热反应，温度升高平衡常数减小，依据图表数据分析；若在原来的容器中，只加入2mol C，500℃时充分反应达平衡后，吸收热量为c kJ，达到平衡状态相同，C的浓度相同；正向进行和逆向进行的反应热量变化纸盒为反应的焓变；
（3）由反应方程式可知生成2mol的C时放热a kJ，想得到2a kJ热量，则需生成4molC；由于反应是可逆反应，不可能完全进行到底，所以要得到4molC，A与B物质的量必须要多于4mol和2mol；
（4）原平衡随反应进行，压强降低．恒压容器（反应器开始体积相同），相同温度下起始加入2molA和1molB，等效为在原平衡的基础上增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，据此判断；
（5）恒压容器中通入3molA和2molB及固体催化剂，使之反应，平衡时容器内气体物质的量为起始时的90%．保持同一反应温度，在相同容器中，将起始物质的量改为4mol A、3mol B和2mol C，转化为起始量，2A（g）+B（g）?2C（g），相当于起始量为6molA和4molB，是原来起始量的2倍，恒压容器中达到相同平衡状态．

解答 解：（1）在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2mol A和1mol B，在500℃时充分反应达平衡后C的浓度为ω mol/L，放出热量为b kJ，反应是可逆反应，不能进行彻底，反应放出的热量小于焓变数值，a＞b；
故答案为：＞；  
（2）反应是放热反应，温度升高平衡常数减小，图表数据分析，T₁＜T₂，恒温恒容下，2molC完全转化到左边，可得2molA和1molB，故与原平衡为等效平衡，平衡时C的浓度相同，故c（C）=Wmol•L^-1，同一可逆反应，相同温度下，正、逆反应的反应热数值相等，但符号相反，令平衡时C的物质的量为nmol，
对于反应2A（g）+B（g）?2C（g）△H=-akJ•mol^-1，则b=n×$\frac{a}{2}$，
对于反应2C（g）?2A（g）+B（g）△H=akJ•mol^-1，C分解的物质的量为（2-n）mol，故c=$\frac{2-n}{2}$×a=1-n×$\frac{a}{2}$，故a=b+c，
故答案为：＜，=，a=b+c；
（3）由反应方程式可知生成2mol的C时放热a kJ，想得到2a kJ热量，则需生成4molC；由于反应是可逆反应，不可能完全进行到底，所以要得到4molC，A与B物质的量必须要多于4mol和 2mol，故D符合，B选项中既有正反应又有逆反应，最终放出的热量小于2akJ，
故答案为：D；
（4）原平衡随反应进行，压强降低．恒压容器（反应器开始体积相同），相同温度下起始加入2molA和1molB，等效为在原平衡的基础上增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，即向正反应移动，B的转化率变大，反应放出的热量增大，大于恒容容器中达到平衡状态放出的热量，d＞b；
故答案为：＞；
（5）恒压容器中通入3molA和2molB及固体催化剂，使之反应，平衡时容器内气体物质的量为起始时的90%．保持同一反应温度，在相同容器中，将起始物质的量改为4mol A、3mol B和2mol C，转化为起始量，2A（g）+B（g）?2C（g），相当于起始量为6molA和4molB，是原来起始量的2倍，恒压容器中达到相同平衡状态，平衡时A的百分含量不变；
故答案为：不变．

点评 本题考查了化学平衡常数、化学反应速率、平衡标志的分析判断和计算应用，等效平衡的分析，焓变的意义理解是解题关键，题目难度中等．