Question

【題目】（I）在一個容積固定不變的密閉容器中進行反應：2X(g) +Y(g)2Z(g)若把2mol X和1molY充入該容器時，處于狀態I， 反應在絕熱條件下達到平衡時處于狀態II（如下圖），則該反應的△H_______0；( 填：“< ，> ， = ”)。該反應在 ______（填：高溫或低溫）條件下能自發進行。

(II)在容積可變的密閉容器中發生反應：mA(g) + nB(g)pC(g) ，在一定溫度和不同壓強下達到平衡時，分別得到A的物質的量濃度如下表

壓強p/Pa	2×105	5×105	1×106
c(A)/mol·L-1	0.08	0.20	0.44

（1）當壓強從2×105 Pa增加到5×105 Pa時，平衡__________移動（填：向左， 向右 ，不）

（2）維持壓強為2×105 Pa，當反應達到平衡狀態時，體系中共有amol氣體，再向體系中加入bmolB,當重新達到平衡時，體系中氣體總物質的量是_____mol。

（3）當壓強為1×106 Pa時，此反應的平衡常數表達式：____________。

（4）其他條件相同時，在上述三個壓強下分別發生該反應。2×105 Pa時，A的轉化率隨時間變化如下圖，請在圖中補充畫出壓強分別為5×105 Pa和1×106 Pa時，A的轉化率隨時間的變化曲線（請在圖線上標出壓強）。__________________

Answer 1

【答案】 < 低溫 不 a+b k=

【解析】試題分析：（ I ）（1）由圖可知狀態Ⅱ的壓強大于狀態Ⅰ壓強，所以平衡逆向移動，反應在絕熱條件下進行，逆向進行，說明正反應為放熱反應△H＜0，由化學方程式可知該反應的△S<0，根據△G=△H-T△S<0，所以該反應低溫時自發進行；

（II）（1）當壓強從2×105Pa增加到5×105Pa時，壓強增大為原來的2.5倍，A的濃度也增大原來的2.5倍，所以平衡不移動；

（2）由（1）可知，增大壓強平衡不移動，所以反應前后氣體的物質的量不變，所以當反應達到平衡狀態時，體系中共有amol氣體，再向體系中加入bmolB，當重新達到平衡時，體系中氣體總物質的量是a+b；

（3）由表格數據可知當壓強從5×105Pa增大為1×106Pa時，壓強增大2倍，體積變為原來的一半，濃度應該由0.20增大為0.40molL-1，但是實際上A的濃度為0.44，說明增大壓強平衡逆向移動，則反應前氣體的物質的量小于反應后氣體的物質的量，則反應物B不在是氣態，所以此反應的平衡常數表達式為K=c(C)p/c(A)m

(4)由以上分析可知，2×105Pa與5×105Pa時的平衡是等效的，A的轉化率相同，但后者的壓強大，所以反應速率快，到達平衡的時間短，而1×106Pa時，平衡逆向移動，壓強增大，反應速率快，但A的轉化率降低，所以對應的圖像如圖：