Question

【題目】已知可逆反應(yīng)：A(g)＋ B(s) 2C(g)＋ D(g) ΔH＝a kJ·mol－1,其中a>0.現(xiàn)在T℃下，向容積為2L的恒溫容器中充入2molA和2molB發(fā)生反應(yīng)。其中A的含量變化如下表所示：

時(shí)間/min	0	1	2	3	4	5	6
n (A)/mol	2	1.5	1.2	1.1	1.05	1.0	1.0

（1）從反應(yīng)開(kāi)始進(jìn)行到反應(yīng)進(jìn)入平衡狀態(tài)，物質(zhì)C的平均反應(yīng)速率V(c)=________，物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為_____________。

（2）下列選項(xiàng)中能夠證明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的有__________

A.容器內(nèi)氣體密度保持不變 B.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變

C.物質(zhì)A、C、D的物質(zhì)的量之比n(A):n(C):n(D) = 1:2:1

D.物質(zhì)B的濃度保持不變 E.物質(zhì)B的質(zhì)量保持不變

（3）反應(yīng)達(dá)到平衡后，下列措施能使A的轉(zhuǎn)化率增大且使反應(yīng)速率加快的是____(填符號(hào))。

A.保持容積不變，充入He氣 B.縮小容器體積以增大壓強(qiáng) C.增加B物質(zhì)的含量

D.將C(g)從體系中分離 E.升高反應(yīng)溫度 F.向體系中再加入2molA物質(zhì)

（4）T℃下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K值為__________。若升高體系溫度，K將_______（填“增大”“減小”或“不變”），理由是________________________________________。

（5）同一溫度下，再次進(jìn)行上述反應(yīng)。起始時(shí)向相同的容器中加入1molA和1molB，某一時(shí)刻測(cè)得體系壓強(qiáng)變化為初始時(shí)刻壓強(qiáng)的2倍，則此時(shí)物質(zhì)D的濃度C(D)=________；此時(shí)該反應(yīng)V正________V逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是_________。

Answer 1

【答案】 0.2mol/(L·min) 50% ABE E K=1 增大 該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升溫平衡正移，正反應(yīng)限度增大，K增大 0.25mol/L 大于 在同一溫度下平衡常數(shù)K仍為1，此時(shí)濃度商Q=0.25<1，說(shuō)明反應(yīng)未到平衡。K與Q

【解析】試題分析：向容積為2L的恒溫容器中充入2molA和2molB發(fā)生反應(yīng)A(g)＋ B(s) 2C(g)＋ D(g)　ΔH＝a kJ·mol－1，其中a>0，所以該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。由題中信息可知，該反應(yīng)在5min達(dá)到平衡狀態(tài)，A、C、D的變化量分別為1mol、2mol、1mol，A、C、D的平衡量也分別為1mol、2mol、1mol，A、C、D的平衡濃度分別為0.5mo/Ll、1mol/L、0.5mol/L，A的轉(zhuǎn)化率恰好為50%

（1）從反應(yīng)開(kāi)始進(jìn)行到反應(yīng)進(jìn)入平衡狀態(tài)，物質(zhì)C的平均反應(yīng)速率V(c)= 0.2mol/(L·min)，物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為50%。

（2）A.反應(yīng)過(guò)程中氣體的質(zhì)量增大，而體積不變，所以混合氣體的密度在增大，當(dāng)容器內(nèi)氣體密度保持不變時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)； B.正反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的方向，所以當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變時(shí)，說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)；C.物質(zhì)A、C、D的物質(zhì)的量之比n(A):n(C):n(D) = 1:2:1不能說(shuō)明一定是平衡狀態(tài)；D.物質(zhì)B的濃度一直不變 ，不能說(shuō)明 ；E.物質(zhì)B的質(zhì)量保持不變時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)。綜上所述，能夠證明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的有ABE。

（3）反應(yīng)達(dá)到平衡后，A.保持容積不變，充入He氣，反應(yīng)速率不變，平衡不移動(dòng)； B.縮小容器體積以增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，A的轉(zhuǎn)化率減小；　　C.增加B物質(zhì)的含量，B的濃度不變，反應(yīng)速率不變、平衡不移動(dòng)；D.將C(g)從體系中分離，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，但反應(yīng)速率并沒(méi)有增大；E.升高反應(yīng)溫度，化學(xué)反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，A的轉(zhuǎn)化率增大；F.向體系中再加入2molA物質(zhì)，化學(xué)反應(yīng)速率增大，但是A的轉(zhuǎn)化率減小。綜上所述，能使A的轉(zhuǎn)化率增大且使反應(yīng)速率加快的是E。

（4）T℃下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K值為。若升高體系溫度， K將增大，理由是該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升溫平衡正移，正反應(yīng)限度增大，K增大。

（5）同一溫度下，再次進(jìn)行上述反應(yīng)。起始時(shí)向相同的容器中加入1molA和1molB，則A的起始濃度為0.5mol/L.設(shè)A的變化量為x，則B和C的變化量分別為2x和x.某一時(shí)刻測(cè)得體系壓強(qiáng)變化為初始時(shí)刻壓強(qiáng)的2倍，則有，解之得x=0.25，所以此時(shí)物質(zhì)D的濃度C(D)= 0.25mol/L；此時(shí)該反應(yīng)的濃度商Q=0.25<1，說(shuō)明反應(yīng)未到平衡，反應(yīng)正在向正反應(yīng)方向進(jìn)行，所以V正大于V逆。