Question

2．已知2A₂（g）+B₂（g）?2C₃（g）；△H=-Q₁ kJ/mol（Q₁＞0），在一個(gè)有催化劑的固定容積的容器中加入2molA₂和1molB₂，在500℃時(shí)充分反應(yīng)，達(dá)平衡后C₃的濃度為w mol•L^-1，放出熱量為Q₂ kJ．
（1）達(dá)到平衡時(shí)，A₂的轉(zhuǎn)化率為$\frac{{Q}_{2}}{{Q}_{1}}$．
（2）達(dá)到平衡后，若向原容器中通入少量的氬氣，A₂的轉(zhuǎn)化率將不變（填“增大“、“減小”或“不變”）
（3）若在原來的容器中，只加入2mol C₃，500℃時(shí)充分反應(yīng)達(dá)平衡后，吸收熱量Q₃ kJ，C₃濃度=（填＞、=、＜）w mol•L^-1，Q₁、Q₂、Q₃ 之間滿足何種關(guān)系Q₁=Q₂+Q₃
（4）能說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是b．
a．v（C₃）=2v （B₂）；           b．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
c．2v_逆（A₂）=v_正（B₂）            d．容器內(nèi)的密度保持不變
（5）改變某一條件，得到如圖的變化規(guī)律（圖中T表示溫度，n表示物質(zhì)的量），可得出的結(jié)論正確的是ad；
a．反應(yīng)速率c＞b＞a
b．達(dá)到平衡時(shí)A₂的轉(zhuǎn)化率大小為：b＞a＞c
c．T₂＞T₁
d．b點(diǎn)A₂和B₂的物質(zhì)的量之比為2：1
（6）若將上述容器改為恒壓容器（反應(yīng)前體積相同），起始時(shí)加入2molA₂和l molB₂，500℃時(shí)充分反應(yīng)達(dá)平衡后，放出熱量Q₄kJ，則Q₂＜Q₄ （填“＞”、“＜”或“=”）．
（7）下列措施可以同時(shí)提高反應(yīng)速率和B₂的轉(zhuǎn)化率是（填選項(xiàng)序號）b．
a．選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎?nbsp;     b．增大壓強(qiáng)
c．及時(shí)分離生成的C₃      d．升高溫度．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)2A₂（g）+B₂（g）?2C₃（g）△H=-Q₁ kJ/mol（Q₁＞0），達(dá)平衡后放出熱量為Q₂ kJ，設(shè)參加反應(yīng)的A₂為n mol，則n：2=Q₂：Q₁，解得n=$\frac{2{Q}_{2}}{{Q}_{1}}$，以此計(jì)算轉(zhuǎn)化率；
（2）若向原容器中通入少量的氬氣，體積不變，平衡不移動(dòng)；
（3）只加入2mol C₃，極限轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物時(shí)，起始量相同，為等效平衡，平衡濃度相同，且兩個(gè)過程的總熱量等于熱化學(xué)方程式中的熱量；
（4）利用平衡的特征“等、定”及衍生的物理量判定；
（5）a．濃度越大，反應(yīng)速率越大；
b．一種反應(yīng)物可促進(jìn)另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化；
c．正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度越低，C₃平衡體積分?jǐn)?shù)越大；
d．b點(diǎn)為平衡點(diǎn)，起始量、轉(zhuǎn)化量之比相同；
（6）恒壓容器（反應(yīng)器開始體積相同），相同溫度下起始加入2molA₂和1molB₂，等效為在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)；
（7）同時(shí)提高反應(yīng)速率和B₂的轉(zhuǎn)化率，溫度、濃度、壓強(qiáng)可增大反應(yīng)速率，平衡正向移動(dòng)可增大轉(zhuǎn)化率，以此來解答．

解答 解：（1）根據(jù)2A₂（g）+B₂（g）?2C₃（g）△H=-Q₁ kJ/mol（Q₁＞0），達(dá)平衡后放出熱量為Q₂ kJ，設(shè)參加反應(yīng)的A₂為n mol，則n：2=Q₂：Q₁，解得n=$\frac{2{Q}_{2}}{{Q}_{1}}$，達(dá)到平衡時(shí)，A₂的轉(zhuǎn)化率為$\frac{\frac{2{Q}_{2}}{{Q}_{1}}}{2}$×100%=$\frac{{Q}_{2}}{{Q}_{1}}$，
故答案為：$\frac{{Q}_{2}}{{Q}_{1}}$；
（2）因?yàn)槭窃诤闳莸拿荛]容器中，達(dá)到平衡后，若向原容器中通入少量的氬氣，沒有影響體積，所以平衡不移動(dòng)，A₂的轉(zhuǎn)化率不變，
故答案為：不變；
（3）根據(jù)等效平衡的理論，只加入2mol C₃，相當(dāng)于加入2 molA₂和1 molB₂，所以C₃濃度=w mol•L^-1，Q₁、Q₂、Q₃ 之間的關(guān)系為Q₁=Q₂+Q₃，
故答案為：=；Q₁=Q₂+Q₃；
（4）在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)（但不為0），反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)．
a．v（C₃）=2 v （B₂）沒有標(biāo)注正逆反應(yīng)，故a錯(cuò)誤；
b．反應(yīng)是氣體壓強(qiáng)減小的反應(yīng)，平衡狀態(tài)容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故b正確；
c．依據(jù)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式的系數(shù)之比可知，v_逆（A₂）=2v_正（B₂），說明v_逆（A₂）=v_正（A₂），故c錯(cuò)誤；
d．密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應(yīng)過程中質(zhì)量和容積始終是不變的，即反應(yīng)過程和平衡狀態(tài)容器內(nèi)的密度保持不變，故d錯(cuò)誤，
故答案為：b；
（5）a．增大B₂的濃度，反應(yīng)速率增大，故a正確；
b．B₂促進(jìn)A₂的轉(zhuǎn)化，由圖可知，達(dá)到平衡時(shí)A₂的轉(zhuǎn)化率大小為：c＞b＞a，故b錯(cuò)誤；
c．正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度反應(yīng)速率增大，但平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故c錯(cuò)誤； 
d．按系數(shù)比加入各反應(yīng)物，按系數(shù)比消耗各物質(zhì)，所以平衡時(shí)仍為2：1，故d正確；
故答案為：ad；
（6）原平衡隨反應(yīng)進(jìn)行，壓強(qiáng)降低．恒壓容器（反應(yīng)器開始體積相同），相同溫度下起始加入2molA₂和1molB₂，等效為在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，即向正反應(yīng)移動(dòng)，則Q₂＜Q₄，
故答案為：＜；
（7）a．催化劑只能加快化學(xué)速率，不能改變平衡狀態(tài)，不符合，故a不選；
b．增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，符合，故b選；
c．及時(shí)分離生成的C₃，化學(xué)反應(yīng)速率減慢，不符合，故c不選；
d．升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，不符合，故d不選；
故答案為：b．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算及平衡移動(dòng)，為高頻考點(diǎn)，把握反應(yīng)中熱量變化、轉(zhuǎn)化率計(jì)算、平衡移動(dòng)及平衡判定為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，綜合性較強(qiáng)，題目難度不大．