Question

【題目】如圖所示的裝置中發(fā)生反應(yīng)2A2(g)＋B2(g)2C(g) ΔH＝－a kJ·mol－1(a>0)，已知P是

可自由滑動(dòng)的活塞。在相同溫度時(shí)關(guān)閉K，向A、B容器中分別充入2 mol A2和1 mol B2，兩容器分別在500 ℃時(shí)達(dá)平衡，A中C的濃度為w1 mol·L－1，放出熱量b kJ，B中C的濃度為w2 mol·L－1，放出熱量c kJ。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為_(kāi)_______；若將溫度升高到700 ℃，反應(yīng)的平衡常數(shù)將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

(2)比較大小：w1________w2(填“>”、“＝”或“<”)，a、b、c由大到小的關(guān)系為_(kāi)________________。

(3)若打開(kāi)K，一段時(shí)間后重新達(dá)平衡，容器B的體積將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

(4)若讓A、B體積相等且固定P，在B中改充入4 mol A2和2 mol B2，在500 ℃時(shí)達(dá)平衡后C的濃度為w3 mol·L－1，則w1、w3的關(guān)系為_(kāi)__________________________。

(5)能說(shuō)明A中已達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(填序號(hào)，有一個(gè)或多個(gè)選項(xiàng)符合題意)。

a．v(C)＝2v(B2)

b．容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變

c．容器中氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間而變化

d．容器內(nèi)的氣體密度保持不變

(6)使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是________。

a．及時(shí)分離出C氣體 b．適當(dāng)升高溫度

c．增大B2的濃度 d．選擇高效的催化劑

Answer 1

【答案】(1)K＝ 減小 (2)< a>c>b (3)減小 (4)w3>2w1 (5)bc (6)c

【解析】(1)根據(jù)化學(xué)方程式可寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式。平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)將減小。(2)A容器處于恒容狀態(tài)，B容器處于恒壓狀態(tài)，該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，B容器的體積小于A容器的體積，B容器相對(duì)于A容器相當(dāng)于增壓，平衡正向移動(dòng)，w1<w2，c>b，由于該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，不能進(jìn)行完全，所以a>c>b。(3)若打開(kāi)K壓強(qiáng)與外界壓強(qiáng)相同，相當(dāng)于對(duì)A容器加壓，一段時(shí)間后重新達(dá)平衡，容器B的體積將減小。(4)若讓A、B體積相等且固定P，在B中改充入4 mol A2和2 mol B2，不考慮平衡移動(dòng)，則在500 ℃時(shí)達(dá)平衡后，C的濃度為2w1 mol·L－1，由于壓強(qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)，所以w3>2w1。(5)無(wú)論平衡與否，反應(yīng)中均有v(C)＝2v(B2)，a不符合題意；因?yàn)樵摲磻?yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不相等的反應(yīng)，所以容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變時(shí)說(shuō)明已達(dá)到平衡狀態(tài)，容器中氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間而變化時(shí)已達(dá)到平衡狀態(tài)，b、c符合題意；反應(yīng)中生成物和反應(yīng)物均為氣態(tài)，又容器恒容，任何時(shí)候密度均不變，d不符合題意。(6)分離出C氣體，反應(yīng)速率減小，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；適當(dāng)升高溫度，反應(yīng)速率增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；增加B2的濃度，反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；選擇高效的催化劑，反應(yīng)速率增大，但平衡不移動(dòng)。