Question

7．在500℃時，將足量的A固體投入2.0L真空密閉容器中，發(fā)生A（s）═2B（g）+C（g）反應(yīng)，測得氣體C隨時間的濃度變化如圖所示
（1）已知該反應(yīng)只有高溫下能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的△H＞0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）在上述反應(yīng)條件下，從反應(yīng)開始到平衡，用V（B）=0.04mol•L^-1•min^-1，500℃時的平衡常數(shù)K=4×10^-3；
（3）在反應(yīng)溫度和容器體積不變的條件下，下列能說明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是AC
A．混合氣體的壓強(qiáng)保持不變
B．氣體C的體積分?jǐn)?shù)保持不變
C．混合氣體的密度保持不變
D．B的正反應(yīng)速率等于C的逆反應(yīng)速率
（4）在500℃時，上述反應(yīng)達(dá)到平衡后，在8min時將容器體積迅速壓縮為1.0L，反應(yīng)在12min建立新的平衡，畫出8～15min內(nèi)C氣體物質(zhì)的量濃度隨時間變化的示意圖．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)是△H-T△S＜0，據(jù)此分析判斷，該反應(yīng)只有高溫下能自發(fā)進(jìn)行△H＞0；
（2）分析圖象，結(jié)合化學(xué)平衡三段式列式計算平衡濃度，反應(yīng)速率V=$\frac{△c}{△t}$，
平衡常數(shù)K=$\frac{生成物平衡濃度冪次方乘積}{反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積}$；
（3）恒溫條件下，在固定容積的密閉容器里發(fā)生A（s）═2B（g）+C（g）反應(yīng)，當(dāng)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理性不變，以此解答該題；
（4）第8min末將容器的體積縮小一半，瞬間C的濃度變?yōu)樵瓉淼?倍，壓強(qiáng)增大，平衡向逆反應(yīng)移動，12min末達(dá)到新的平衡，此時C濃度約為0.1mol/L，據(jù)此作圖．

解答 解：（1）反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)是△H-T△S＜0，該反應(yīng)只有高溫下能自發(fā)進(jìn)行說明△S＞0，△H＞0；
故答案為：＞；
（2）分析圖象，結(jié)合化學(xué)平衡三段式列式計算平衡濃度，C的平衡濃度為0.10mol/L
                A（s）═2B（g）+C（g）
起始量（mol/L）  
變化量（mol/L）          0.2     0.1
平衡量（mol/L）          0.2      0.1
從反應(yīng)開始到平衡，用B計算的反應(yīng)速率V（B）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.2mol/L}{5min}$=0.04mol/L•min，
平衡常數(shù)K=$\frac{生成物平衡濃度冪次方乘積}{反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積}$=c²（B）c（C）=0.2²×0.1=4×10^-3；
故答案為：0.04；4×10^-3；
（3）恒溫條件下，在固定容積的密閉容器里發(fā)生A（s）═2B（g）+C（g）反應(yīng)，當(dāng)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理性不變，反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，A（s）═2B（g）+C（g）；
A．反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量變化，混合氣體的壓強(qiáng)保持不變說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A符合；
B．A為固體，所以氣體CB的體積含量始終不變，氣體C的體積分?jǐn)?shù)保持不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B不符合；
C．反應(yīng)前后氣體質(zhì)量變化，容器體積不變，混合氣體的密度保持不變能說明反應(yīng)大大的平衡狀態(tài)，故C符合；
D．V（B）正=2V（C）逆，說明正逆反應(yīng)速率相同，B的正反應(yīng)速率等于C的逆反應(yīng)速率不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D不符合；
故答案為：AC；
（4）第8min末將容器的體積縮小一半，瞬間C的濃度變?yōu)樵瓉淼?倍，壓強(qiáng)增大，平衡向逆反應(yīng)移動，12min末達(dá)到新的平衡，達(dá)到和原來相同的耦合狀態(tài)，所以此時C濃度為0.1mol/L，據(jù)此作圖為：；
故答案為：．

點評 本題考查了化學(xué)平衡的分析應(yīng)用，主要是反應(yīng)速率影響因素、平衡常數(shù)計算，圖象分析繪制的依據(jù)和方法，化學(xué)平衡移動原理的理解應(yīng)用是解題關(guān)鍵，題目難度中等．