Question

1．將X和Y加入密閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：X（g）+Y（s）?2Z（g）+W（s）．忽略固體所占體積，平衡時Z的體積分?jǐn)?shù)（%）隨溫度和壓強的變化如表所示．

壓強/MPa 體積分?jǐn)?shù)/% 溫度/℃	1.0	2.0	3.0
810	54.0	a	b
915	c	75.0	d
1000	e	f	85.0

請回答下列問題：
（1）該反應(yīng)的△S＞（填“＞”、“＜”或“=”，下同）0；△H＞0．
（2）表中該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的值最大時對應(yīng)的溫度是1000℃；判斷理由是該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動，平衡常數(shù)增大．
（3）在915℃、2.0MPa時X的平衡轉(zhuǎn)化率為60%．
（4）用壓強替代濃度得到的平衡常數(shù)叫作壓強平衡常數(shù)（K_p）．在810℃、1.0MPa下，Kp=0.634MPa．
（5）能同時提高X的反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率的措施是A．
A．升高溫度   B．增大壓強    C．加催化劑   D分離Z．

Answer 1

分析 （1）正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)，混亂度增大，則正反應(yīng)為熵增的反應(yīng)；
恒溫條件下，隨著壓強增大，平衡逆向移動，Z的體積分?jǐn)?shù)減小，則a＜54，對比壓強為2MPa時，升高溫度，Z的體積分?jǐn)?shù)增大，說明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；
（2）結(jié)合（1）中分析可知正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動，平衡常數(shù)增大；
（3）假設(shè)開始加入1molX，參加反應(yīng)的X為amol，表示出平衡時各X、Z的物質(zhì)的量，再根據(jù)Z的體積分?jǐn)?shù)列方程計算解答；
（4）物質(zhì)分壓=混合氣體總壓強×該物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，結(jié)合體積分?jǐn)?shù)計算各X、Z的分壓，K_P是用平衡時各組分壓強代濃度的平衡常數(shù)，代入Kp=$\frac{{p}^{2}（Z）}{P（X）}$計算；
（5）升高溫度、增大壓強、使用催化劑等都可以增大反應(yīng)速率，同時提高X的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動．

解答 解：（1）正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)，混亂度增大，則正反應(yīng)為熵增的反應(yīng)，即△S＞0，
恒溫條件下，隨著壓強增大，平衡逆向移動，Z的體積分?jǐn)?shù)減小，則a＜54，對比壓強為2MPa時，升高溫度，Z的體積分?jǐn)?shù)增大，說明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即△H＞0，
故答案為：＞；＞；
（2）結(jié)合（1）中分析可知正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動，平衡常數(shù)增大，表中該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的值最大時對應(yīng)的溫度是1000℃，
故答案為：1000℃；該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動，平衡常數(shù)增大；
（3）假設(shè)開始加入1molX，參加反應(yīng)的X為amol，則：
          X（g）+Y（s）?2Z（g）+W（s）
開始（mol）：1              0
轉(zhuǎn)化（mol）：a              2a
平衡（mol）：1-a            2a
所以$\frac{2a}{1-a+2a}$=75%，解得a=0.6
故X的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.6mol}{1mol}$×100%=60%
故答案為：60%；
（4）在810℃、1.0MPa下，Z的體積分?jǐn)?shù)為54.0%，則P（Z）=1.0MPa×54%=0.54MPa，P（X）=1.0MPa-0.54MPa=0.46MPa，則Kp=$\frac{{p}^{2}（Z）}{P（X）}$=$\frac{（0.54MPa）^{2}}{0.46MPa}$=0.634MPa，
故答案為：0.634MPa；
（5）A．升高溫度，反應(yīng)速率加快，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，平衡向正反應(yīng)方向移動，X的轉(zhuǎn)化率增大，故A正確；
B．增大壓強，反應(yīng)速率加快，正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，平衡向逆反應(yīng)移動，X的轉(zhuǎn)化率減小，故C錯誤；
C．使用催化劑可以加快反應(yīng)速率，但不影響平衡移動，X的轉(zhuǎn)化率不變，故C錯誤；
D．分離Z使平衡正向移動，X的轉(zhuǎn)化率增大，但反應(yīng)速率減慢，故D錯誤，
故選：A．

點評 本題考查化學(xué)平衡有關(guān)計算、平衡常數(shù)計算、化學(xué)平衡影響因素等，（4）中計算物質(zhì)的分壓是關(guān)鍵，題目難度中等．