Question

已知2A₂(g)+B₂(g)2C(g)；△H=" -a" kJ/mol（a ＞0），在一個有催化劑的固定容積的容器中加入2mol A₂和1mol B₂，在500℃時充分反應(yīng)達(dá)平衡后C的濃度為w mol/L，放出熱量b kJ。請回答下列問題：
(1)比較a______b（填＞、＝、＜）
(2)此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為______________________；若將反應(yīng)溫度升高到700℃，反應(yīng)的平衡常數(shù)將_____________（增大、減小或不變）。
(3)若在原來的容器中，只加入2mol C，500℃時充分反應(yīng)達(dá)平衡后，吸收熱量ckJ，a、b、c之間滿足何種關(guān)系__________________（用代數(shù)式表示）。
(4)能說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是            （填序號，有一個或多個選項符合題意，下同）。
a、v(C)=2v(B₂)                    b、容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變
c、v_逆(A₂)＝2v_正(B₂)               d、容器內(nèi)的氣體密度保持不變
(5)為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動的是_____________。
a、及時分離出C氣體              b、適當(dāng)升高溫度
c、增大B₂的濃度                  d、選擇高效的催化劑
(6)若將上述容器改為恒壓容器（反應(yīng)前體積相同），起始時加入2mol A₂和1mol B₂， 500℃時充分反應(yīng)達(dá)平衡后，放出熱量dkJ，則d_________b（填＞、＝、＜）。

Answer 1

（10分）（1）a＞b（1分） （2）K＝（1分）；減小（1分）
（3）b＋c＝a（2分） （4）bc（2分） （5）c（2分） （6）＞（1分）

試題分析：（1）由于該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，因此2mol A₂和1mol B₂不可能完全轉(zhuǎn)化為C，則實際放出的熱量小于akJ,即a＞b。
（2）化學(xué)平衡常數(shù)是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時各生成物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積所得的比值，所以根據(jù)方程式2A₂(g)+B₂(g)2C(g)可知，該反應(yīng)的的平衡常數(shù)K＝。因為該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)移動，平衡常數(shù)減小。
（3）恒溫恒容下，2molC完全轉(zhuǎn)化到左邊，可得2molA₂和1molB₂，故與原平衡為等效平衡，平衡時C的濃度相同，故c(C)＝Wmol?L^-1。同一可逆反應(yīng)，相同溫度下，正、逆反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，但符號相反，令平衡時C的物質(zhì)的量為nmol，對于反應(yīng)2A₂(g)+B₂(g)2C(g) △H＝—akJ?mol^-1，則b＝n×。對于反應(yīng)2C(g) 2A₂(g)+B₂(g) △H＝akJ?mol^-1，C分解的物質(zhì)的量為（2—n）mol，故c＝×a＝a—n×，解得a＝b+c。
（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（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、平衡時濃度不再發(fā)生變化，但物質(zhì)之間的濃度不一定相等或滿足某種關(guān)系，故A錯誤；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正確；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錯誤，答案選BC。
（5）a、及時分離出C氣體，生成物濃度降低，平衡向正反應(yīng)方向移動，但反應(yīng)速率也降低，a不正確；b、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，b不正確；c、增大B₂的濃度，反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，c正確；d、催化劑只能改變反應(yīng)速率，不能改變平衡狀態(tài)，d不正確，答案選c。
（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，即向正反應(yīng)移動，B₂的轉(zhuǎn)化率變大，因此d＞b。