Question

【題目】已知A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下：

溫度/℃	700	800	830	1 000	1 200
平衡常數(shù)	1.7	1.1	1.0	0.6	0.4

回答下列問題：

（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K＝________，ΔH＝________(填“<”、“>”或“＝”)0。

（2）830 ℃時，向一個5 L的密閉容器中充入0.20 mol A和0.80 mol B，如反應(yīng)初始6 s內(nèi)A的平均反應(yīng)速率v(A)＝0.003 mol·L-1·s-1。則6 s時c(A)＝________mol·L-1，C的物質(zhì)的量為________mol；若反應(yīng)經(jīng)一段時間后，達到平衡時A的轉(zhuǎn)化率為________，如果這時向該密閉容器中再充入1 mol 氬氣，平衡時A的轉(zhuǎn)化率為________。

（3）判斷該反應(yīng)是否達到平衡的依據(jù)為________。

a．壓強不隨時間改變

b．氣體的密度不隨時間改變

c．c(A)不隨時間改變

d．單位時間里生成C和D的物質(zhì)的量相等

（4）1200 ℃時，反應(yīng)C(g)＋D(g)A(g)＋B(g)的平衡常數(shù)的值為________。

Answer 1

【答案】 < 0.022 0.09 80% 80% c 2.5

【解析】

本題考查化學平衡計算、平衡常數(shù)計算、化學反應(yīng)速率、平衡狀態(tài)判斷。

（1）化學平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達到平衡時各生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值，據(jù)此書寫；由表中數(shù)據(jù)可知，溫度升高平衡常數(shù)降低，平衡向逆反應(yīng)移動，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；

（2）根據(jù)△c=v△t計算△c（A），A的起始濃度-△c（A）=6s時c（A）；根據(jù)△n=△cV計算△n（A），再根據(jù)方程式計算C的物質(zhì)的量；設(shè)平衡時A的濃度變化量為x，利用三段式表示平衡時各組分的平衡濃度，代入平衡常數(shù)列方程計算x的值，再根據(jù)轉(zhuǎn)化率定義計算；體積不變，充入1mol氬氣，反應(yīng)混合物各組分的濃度不變，平衡不移動，A的轉(zhuǎn)化率不變；

（3）根據(jù)化學平衡狀態(tài)的特征解答，當反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進行發(fā)生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應(yīng)到達平衡狀態(tài)；

（4）同一溫度下，同一反應(yīng)的正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)，據(jù)此計算。

（1）可逆反應(yīng)A（g）+B（g）C（g）+D（g）的平衡常數(shù)表達式；由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高平衡常數(shù)越小，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動，故正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，即△H＜0；

（2）反應(yīng)初始6s內(nèi)A的平均反應(yīng)速率v（A）=0.003molL-1s-1，則6s內(nèi)△c（A）=0.003molL-1s-1×6s=0.018mol/L，A的起始濃度為，故6s時c（A）=0.04mol/L-0.018mol/L=0.022mol/L，故6s內(nèi)△n（A）=0.018mol/L×5L=0.09mol，由方程式可知n（C）=△n（A）=0.09mol，設(shè)平衡時A的濃度變化量為x，

則： A（g）+B（g）C（g）+D（g）

開始（mol/L）：0.04 0.16 0 0

變化（mol/L）：x x x x

平衡（mol/L）：0.04-x 0.16-x x x

故，解得x=0.032，所以平衡時A的轉(zhuǎn)化率為=80%；體積不變，充入1mol氬氣，反應(yīng)混合物各組分的濃度不變，平衡不移動，A的轉(zhuǎn)化率不變?yōu)?/span>80%；

（3）a.該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，壓強始終不變，故壓強不隨時間改變，不能說明到達平衡，故a錯誤；

b.混合氣體的總質(zhì)量不變，容器的容積不變，故混合氣體的密度始終不變，則氣體的密度不隨時間改變，不能說明到達平衡，故b錯誤；

c.可逆反應(yīng)到達平衡時，各組分的濃度不發(fā)生變化，故c（A）不隨時間改變，說明到達平衡，故c正確；

d.單位時間里生成C和D的物質(zhì)的量相等，都表示正反應(yīng)速率，反應(yīng)始終按1：1生成C和D的物質(zhì)的量，不能說明到達平衡，故d錯誤；

（4）同一反應(yīng)在相同溫度下，正、逆反應(yīng)方向的平衡常數(shù)互為倒數(shù)，故1200℃時反應(yīng)C（g）+D（g）A（g）+B（g）的平衡常數(shù)的值為。