题目内容
【题目】(I)在一个容积固定不变的密闭容器中进行反应:2X(g) + Y(g)
2Z(g), 若把2molX和1molY充入该容器时,处于状态I,反应在绝热条件下达到平衡时处于状态II(如图),则该反应的△H___0;(填:“<,>,=”)。该反应在___(填:高温或低温)条件下能自发进行。
![]()
(II)已知2A2(g)+B2(g)
2C(g) △H=-akJ/mol(a>0),在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2molA2和1molB2,在500℃时充分反应达平衡后C的浓度为w mol/L,放出热量bkJ。请回答下列问题:
(1)若将反应温度升高到700℃,反应的平衡常数将___(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)若在原来的容器中,只加入2molC,500℃时充分反应达平衡后,吸收热量c kJ,a、b、c之间满足何种关系(用代数式表示)___。
(3)能说明该反应已经达到平衡状态的是(_____)
a.V(C)=2V(B2) b.容器内气体压强保持不变
c.v逆(A2)=2v正(B2) d.容器内的气体密度保持不变
(4)为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是(_____)
a.及时分离出C气体 b.适当升高温度 c.增大B2的浓度 d.选择高效的催化剂
(5)若将上述容器改为恒压容器(反应前体积相同),起始时加入2molA2和1molB2,500℃时充分反应达平衡后,放出热量dkJ,则d___b(填>、=、<)。
【答案】< 低温 减小 b+c=a bc c >
【解析】
(Ⅰ)(1)由图可知状态Ⅱ的压强大于状态Ⅰ压强的2倍,所以平衡逆向移动,反应在绝热条件下进行,逆向进行,说明正反应为放热反应;已知2X(g)+Y(g)
2Z(g),反应后气体的物质的量减少,所以混乱度减小,△S<0;该反应在低温条件下能自发进行;
(II)(1)正反应方向放热,升高温度,化学平衡向逆反应方向移动,生成物浓度减小,反应物浓度增大,K减小;
(2)在同温下,在原容器中,只加入2 mol C(与原平衡的起始量“一边倒”后的数据完全相同),与原平衡的平衡状态完全相同,即C=ωmol/L;根据两平衡的转化率之和为100%,则有b+c=a;
(3)a、V(C)=2V(B2)时,该反应可能达到平衡状态也可能没有达到平衡状态,与反应初始浓度及转化率有关,不能据此判断平衡状态,故错误;
b、该反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应,当容器内压强保持不变时,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故正确;
c、v逆(A2)=2v正(B2)=v正(A2),同一物质的正逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,故正确;
d、混合气体遵循质量守恒定律,则反应前后混合气体质量不变,容器体积不变,则容器内的密度保持不变,不能据此判断平衡状态,故错误;
答案选bc;
(4)a、及时分离出C气体,平衡正向移动,但反应速率减小,故错误;
b、适当升高温度反应速率增大但平衡逆向移动,故错误;
c、增大B2的浓度,平衡正向移动且反应速率增大,故正确;
d、选择高效的催化剂,反应速率增大但平衡不移动,故错误;
答案选c;
(5)恒温恒容下,正反应为气体物质的量减小的反应,平衡时压强减小,若将上述容器改为恒压容器(反应前体积相同),起始时加入2mol A2和1mol B2,等效为在原平衡的基础上增大压强,反应物转化率增大,生成C比恒容时多,则放出的热量也多,故d>b。