Question

6．已知2A₂（g）+B₂（g）?2C₃（g）；△H=-a kJ/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C₃的浓度为wmol/L，放出热量bkJ．
（1）比较a＞b（填＞、=、＜）
（2）下表为不同温度下该反应的平衡常数．

T/K	T1	T2	T3
K	1.00×107	2.54×105	1.88×103

若在原来的容器中，只加入2molC₃，500℃时充分反应达平衡后，吸收热量ckJ，C₃的浓度=（填＞、=、＜）wmol/L，a、b、c之间满足何种关系a=b+c（用代数式表示）．
（3）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C．
A．及时分离出C₃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
（4）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＞、=、＜）．
（5）在一定温度下，向一个容积不变的容器中，通入3molA₂ 和2molB₂及固体催化剂，使之反应，平衡时容器内气体压强为起始时的90%．保持同一反应温度，在相同容器中，将起始物质的量改为4molA₂、3molB₂、2molC₃，则平衡时A₂的转化率变大（填“不变”、“变大”、“变小”或“不能确定”）
（6）碳酸锶广泛应用于电子工业．以天青石（主要成分为SrSO₄）为基本原料制备碳酸锶．（已知：K_sp（SrSO₄）=3.2×10^-7，K_sp（SrCO₃）=1.1×10^-10．）
①将天青石矿粉与Na₂CO₃溶液搅拌混匀、加热，发生的离子反应方程式为：SrSO₄+CO₃^2-═SrCO₃+SO₄^2-．
②当转化完成时，混合液中c（CO₃^2-）=1.0×10^-3mol/L，c（SO₄^2-）=2.91mol/L．

Answer 1

分析 （1）根据可逆反应没有完全进行，即释放的热量小于完全反应释放的热量分析；
（2）两个反应为等效平衡，达到平衡时各组分的物质的量浓度相等；相同条件下，2molC₃达到平衡状态时，与加入2mol A₂和1mol B₂达建立完全相同的平衡状态，即从化学平衡状态到完全反应生成2molC₃，放出热量为c kJ，据此判断；
（3）为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动，依据影响化学反应速率和化学平衡的因素分析判断；
（4）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；
（5）保持同一反应温度，在相同容器中，将起始物质改为4mol A₂、2mol B₂，等效为在原平衡的基础上增大压强；
（6）①根据K_sp（SrCO₃）小于K_sp（SrSO₄），则天青石矿粉与Na₂CO₃溶液搅拌混匀、加热发生反应生成SrCO₃和硫酸钠；
②当转化完成时，根据Ksp（SrCO₃）计算c（Sr²⁺），再根据Ksp（SrSO₄）计算c（SO₄^2-）．

解答 解：（1）热化学方程式表达的意义为：当2mol A₂和1mol B₂完全反应时，放出热量为akJ，而加入2mol A₂和1mol B₂达到平衡时，可逆反应没有完全进行，即释放的热量小于完全反应释放的热量，即b＜a，
故答案为：＞；
（2）相同条件下，2molC₃达到平衡状态时，与加入2mol A₂和1mol B₂达建立完全相同的平衡状态，所以C₃的浓度等于wmol•L^-1；即从化学平衡状态到完全反应生成2molC₃，放出热量为c kJ，则：b+c=a，故答案为：=；a=b+c；
（3）已知2A₂（g）+B₂（g）?2C₃（g）；△H=-a kJ/mol（a＞0），反应是气体体积减小的放热反应，依据平衡移动原理分析，反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动；
A．及时分离出C₃气体，反应正向进行，但反应速率减小，故A不符合；
B．适当升高温度，加快反应速率，但平衡逆向进行，故B不符合；
C．增大B₂的浓度，平衡正向进行，反应速率增大，故C符合；
D．选择高效催化剂，增大反应速率，但不改变平衡，故D不符合；
故答案为：C；
（4）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C₃比恒容时多，则放出的热量也多，故d＞b，
故答案为：＞；
（5）保持同一反应温度，在相同容器中，将起始物质改为4mol A₂、2mol B₂，等效为在原平衡的基础上增大压强，平衡正向移动，则平衡时A₂的转化率变大，
故答案为：变大；
（6）①由K_sp（SrCO₃）小于K_sp（SrSO₄），则天青石矿粉与Na₂CO₃溶液搅拌混匀、加热发生反应生成SrCO₃和硫酸钠，离子方程式为：SrSO₄+CO₃^2-═SrCO₃+SO₄^2-；故答案为：SrSO₄+CO₃^2-═SrCO₃+SO₄^2-；
②Ksp（SrSO₄）=3.2×10^-7，Ksp（SrCO₃）=1.1×10^-10，当转化完成时，混合液中c（CO₃^2-）=1.0×10^-3mol/L，
所以c（Sr²⁺）=$\frac{1.1×10{\;}^{-10}}{1.0×10{\;}^{-3}}$=1.1×10^-7mol/L，c（SO₄^2-）=$\frac{3.2×10{\;}^{-7}}{1.1×10{\;}^{-7}}$=2.91mol/L，
故答案为：2.91mol/L．

点评 本题考查较为综合，涉及等效平衡、影响平衡的因素、Ksp的计算等知识，难度中等，侧重于考查学生对基础知识的应用能力．