Question

3．順-1，2-二甲基環(huán)丙烷和反-1，2-二甲基環(huán)丙烷可發(fā)生如圖1轉(zhuǎn)化：
該反應(yīng)的速率方程可表示為：v（正）=k（正）c（順）和v（逆）=k（逆）c（反），k（正）和k（逆）在一定溫度時(shí)為常數(shù)，分別稱作正，逆反應(yīng)速率常數(shù)．回答下列問(wèn)題：
（1）已知：t₁溫度下，k（正）=0.006s^-1，k（逆）=0.002s^-1，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)值K₁=3；該反應(yīng)的活化能E_a（正）小于E_a（逆），則△H小于0（填“小于”“等于”或“大于”）．
（2）t₂溫度下，圖2中能表示順式異構(gòu)體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的曲線是B（填曲線編號(hào)），平衡常數(shù)值K₂=$\frac{7}{3}$；溫度t₁小于t₂（填“小于”“等于”或“大于”），判斷理由是放熱反應(yīng)升高溫度時(shí)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)v（正）=k（正）c（順），k（正）=0.006s^-1，以及v（逆）=k（逆）c（反），k（逆）=0.002s^-1，結(jié)合化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)正逆反應(yīng)速率相等，可列出正、反濃度關(guān)系，可計(jì)算平衡常數(shù)，該反應(yīng)的活化能E_a（正）小于E_a（逆），說(shuō)明斷鍵吸收的能量小于成鍵釋放的能量，即該反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
（2）隨著時(shí)間的推移，順式異構(gòu)體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不斷減少，則符合條件的曲線是B，設(shè)順式異構(gòu)體的起始濃度為x，則可逆反應(yīng)左右物質(zhì)的系數(shù)相等，均為1，則平衡時(shí)，順式異構(gòu)體為0.3想，反式異構(gòu)體為0.7x，所以平衡常數(shù)K₂=$\frac{0.7x}{0.3x}$=$\frac{7}{3}$，以此解答該題．

解答 解：（1）根據(jù)v（正）=k（正）c（順），k（正）=0.006s^-1，則v（正）=0.006c（順），v（逆）=k（逆）c（反），k（逆）=0.002s^-1，則v（逆）=0.002c（反），化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)正逆反應(yīng)速率相等，則0.006c（順）=0.002c（反），該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)值K₁=$\frac{c（反）}{c（正）}$=$\frac{0.006}{0.002}$=3，該反應(yīng)的活化能E_a（正）小于E_a（逆），說(shuō)明斷鍵吸收的能量小于成鍵釋放的能量，即該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則△H小于0，
故答案為：3； 小于；
（2）隨著時(shí)間的推移，順式異構(gòu)體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不斷減少，則符合條件的曲線是B，設(shè)順式異構(gòu)體的起始濃度為x，則可逆反應(yīng)左右物質(zhì)的系數(shù)相等，均為1，則平衡時(shí)，順式異構(gòu)體為0.3想，反式異構(gòu)體為0.7x，所以平衡常數(shù)K₂=$\frac{0.7x}{0.3x}$=$\frac{7}{3}$，因?yàn)镵₁＞K₂，放熱反應(yīng)升高溫度時(shí)平衡逆向移動(dòng)，所以溫度t₂＞t₁，
故答案為：B；$\frac{7}{3}$；小于；放熱反應(yīng)升高溫度時(shí)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算，為2016年海南高考題，側(cè)重于學(xué)生的分析、計(jì)算能力的考查，注意把握平衡常數(shù)的意義以及應(yīng)用，解答時(shí)注意體會(huì)圖象的涵義，為解答該題的重要突破，難度中等．