题目内容

(14分)已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:

温度/℃

700

800

830

1000

1200

平衡常数

1.7

1.1

1.0

0.6

0.4

请回答下列问题:

(1)该反应平衡常数表达式为K=______ ;ΔH___0(选填“>”、“<”或“=”)。

(2)830 ℃时,向一个5 L的密闭容器中充入0.20 mol的A和0.80 mol的B,若测得反应初始至6 S内A的平均反应速率v(A)=0.003 mol · L-1· S-1,则6 S时c(A)=______ mol·L-1;C的物质的量为______ mol 。

(3)在与(2)相同的温度、容器及A、B配比下反应经一段时间后达到平衡,此时A的转化率为______;如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气,则平衡时A的转化率______ (选填“增大”、“减小”、“不变”)。

(4)判断该反应是否达到平衡的依据为______(填正确选项的字母)。

a.压强不随时间改变 b.气体的密度不随时间改变

c.c(A)不随时间改变 d.单位时间里生成C和D的物质的量相等

(5)1200 ℃时反应C(g)+D(g)A(g)+B(g)的平衡常数的值为______ 。

 

(14分;除注明1分外,其余每空各2分) (1) <(1分)

(2) 0.022 0.09 (3) 80% 不变(1分) (4) c (5) 2.5

【解析】

试题分析:(1)化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,则根据方程式可知该反应的平衡常数表达式K=;由表中数据可知,温度越高平衡常数越小,说明升高温度平衡向逆反应移动,故正反应是放热反应,即△H<0;

(2)反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0.003mol?L-1?s-1,则6s内△c(A)=0.003mol?L-1?s-1×6s=0.018mol/L,A的起始浓度为0.2mol÷5L=0.04mol/L,故6s时时c(A)=0.04mol/L-0.018mol/L=0.022mol/L,故6s内△n(A)=0.018mol/L×5L=0.09mol,由方程式可知n(C)=△n(A)=0.09mol;

(3)设平衡时A的浓度变化量为x,则:

A(g)+B(g)C(g)+D(g)

开始(mol/L):0.04 0.16 0 0

变化(mol/L):x x x x

平衡(mol/L):0.04-x 0.16-x x x

故x2/(0.04-x)(0.16-x)=1

解得x=0.032

所以平衡时A的转化率为×100%=80%

体积不变,充入1mol氩气,反应混合物各组分的浓度不变,变化不移动,A的转化率不变,为80%;

(4)a.该反应前后气体的物质的量不变,压强始终不变,故压强不随时间改变,不能说明到达平衡,故a错误; b.混合气体的总质量不变,容器的容积不变,故混合气体的密度始终不变,故气体的密度不随时间改变,不能说明到达平衡,故b错误;c.可逆反应到达平衡时,各组分的浓度不发生变化,故c(A)不随时间改变,说明到达平衡,故c正确;d.单位时间里生成C和D的物质的量相等,都表示正反应速率,反应始终按1:1生成C、D的物质的量,不能说明到达平衡,故d错误,故答案为:c;

(4)同一反应在相同温度下,正、逆反应方向的平衡常数互为倒数,故1200℃时反应C(g)+D(g)A(g)+B(g)的平衡常数的值为1÷0.4=2.5。

考点:考查化学平衡计算、平衡常数计算、化学反应速率、平衡状态判断

 

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