Question

1000℃時(shí)，硫酸鈉可與氫氣發(fā)生反應(yīng)：Na₂SO₄（s）+4H₂（g）?Na₂S（s）+4H₂O（g）．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為：

 

．
（2）上述反應(yīng)在三個(gè)不同條件下進(jìn)行，與曲線a比較，b和c分別僅改變一種反應(yīng)條件，其中H₂的濃度隨時(shí)間的變化如圖所示．
①則曲線b改變的條件為

 

②該反應(yīng)的△H

 

0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）該溫度下，向2L盛有1.42g Na₂SO₄的密閉恒容容器中通入H₂，5min
后測(cè)得固體質(zhì)量為1.10g．
①則該時(shí)間范圍內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（H₂）=

 

．
②能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是

 

（填字母，下同）．
A．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變              
B．容器內(nèi)氣體密度保持不變
C．c （H₂）=c （H₂O）                     
D．v_正（H₂）=v_逆（H₂O）

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,化學(xué)平衡的計(jì)算

專題：

分析：（1）化學(xué)平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值，據(jù)此書寫；
（2）①曲線b的反應(yīng)速率加快，平衡不移動(dòng)，據(jù)此判斷改變的條件；
②曲線c的反應(yīng)速率加快，H₂的濃度減小，平衡正移；
（3）根據(jù)方程式計(jì)算反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量，再求出反應(yīng)速率；
（4）當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不再改變，由此衍生的一些物理量也不變，以此進(jìn)行判斷．

解答： 解：（1）已知Na₂SO₄（S）+4H₂（g）═Na₂S（s）+4H₂O（g），則其平衡常數(shù)表達(dá)式K=

c4(H2O)

c4(H2)

，故答案為：K=

c4(H2O)

c4(H2)

；
（2）①曲線b的反應(yīng)速率加快，平衡不移動(dòng)，改變溫度平衡會(huì)發(fā)生移動(dòng)，不符合題意，改變壓強(qiáng)氫氣的濃度會(huì)變化，也不符合題意，因此，改變的條件是使用催化劑；
故答案為：使用催化劑；
②曲線c的反應(yīng)速率加快，而且H₂的濃度減小，平衡正移，所以改變的條件只能是降低溫度，降低溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)，所以正方向?yàn)槲鼰岱较�，即△H＞0；
故答案為：＞；
（3）設(shè)反應(yīng)消耗的氫氣為nmol，
    Na₂SO₄（s）+4H₂（g）?Na₂S（s）+4H₂O（g）△m
               4mol                           64 g      
               n                          （1.42-1.1）g
解得n=0.02mol，則該時(shí)間范圍內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（H₂）=

n V

t

=

0.02mol 2L

5min

=0.002mol/（L．min）；
故答案為：0.002mol/（L．min）；
（4）A．該反應(yīng)的反應(yīng)前后的計(jì)量數(shù)相同，容器內(nèi)壓強(qiáng)始終保持不變，因此不能用壓強(qiáng)來(lái)判斷平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；
B．容器內(nèi)氣體的體積不變，氣體的質(zhì)量增大，所以容器內(nèi)氣體密度隨反應(yīng)進(jìn)行逐漸增大，當(dāng)密度保持不變，即是平衡狀態(tài)，故B正確；
C．當(dāng)正逆反應(yīng)速率相等時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，而c（H₂）=c（H₂O）時(shí)不能說(shuō)明正逆反應(yīng)相等，所以不能證明達(dá)到平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；
D．當(dāng)正逆反應(yīng)速率相等時(shí)，則v_正（H₂）=v_逆（H₂O），所以達(dá)到平衡狀態(tài)，故D正確；
故答案為：B、D．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了反應(yīng)速率的計(jì)算、化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算、平衡標(biāo)志的判斷方法、影響平衡的因素等，圖象分析是解題關(guān)鍵，題目難度中等．