Question

2．已知2A（g）+B（g）?2C（g）△H=-a kJ/mol（a＞0），在一個(gè)有催化劑的固定容積的容器中加入2mol A和1mol B，在500℃時(shí)充分反應(yīng)達(dá)平衡后C的濃度為w mol/L，放出熱量為b kJ．
（1）下表為不同溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)．由此可推知，表中T₁＜T₂（填“＞”“=”或“＜”）．

T/K	T1	T2	T3
K	1.00×107	2.45×105	1.88×103

若在原來(lái)的容器中，只加入2mol C，500℃時(shí)充分反應(yīng)達(dá)平衡后，吸收熱量為c kJ，C的濃度=（填“＞”、“=”或“＜”）w mol/L，a、b、c之間滿足何種關(guān)系a=b+c（用代數(shù)式表示）．
（2）在相同條件下要想得到2a kJ熱量，加入各物質(zhì)的物質(zhì)的量可能是D．
A．4mol A和2mol B               B．4mol A、2mol B和2mol C
C．4mol A和4mol B               D．6mol A和4mol B
（3）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(dòng)的是C．
A．及時(shí)分離出C氣體     B．適當(dāng)升高溫度C．增大B的濃度         D．選擇高效催化劑
（4）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2mol A和1mol B，500℃時(shí)充分反應(yīng)達(dá)平衡后，放出熱量為d kJ，則d＞b（填“＞”“=”或“＜”）．
（5）在一定溫度下，向一個(gè)容積可變的容器中，通入3mol A和2mol B及固體催化劑，使之反應(yīng)，平衡時(shí)容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)為起始時(shí)的90%．保持同一反應(yīng)溫度，在相同容器中，將起始物質(zhì)的量改為4mol A、3mol B和2mol C，則平衡時(shí)A的百分含量不變（填“不變”“變大”“變小”或“無(wú)法確定”）．

Answer 1

分析 可逆反應(yīng)中反應(yīng)物不能全部轉(zhuǎn)化為生成物；
（1）該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆移，K減�。蝗粼谠瓉�(lái)的容器中，只加入2molC，全部轉(zhuǎn)化為AB分別為2molA和1molB，則與原平衡時(shí)等效平衡，平衡時(shí)濃度相同；正向反應(yīng)和逆向反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率之和為100%
（2）由反應(yīng)方程式可知生成2mol的C時(shí)放熱a kJ，想得到2a kJ熱量，則需生成4molC；由于反應(yīng)是可逆反應(yīng)，不可能完全進(jìn)行到底，所以要得到4molC，A與B物質(zhì)的量必須要多于4mol和2mol；
（3）根據(jù)影響速率和平衡的因素分析；
（4）恒壓條件下，由于始終保持較大壓強(qiáng)，轉(zhuǎn)化的越多，放出熱量較多，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2molA和1molB，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)，據(jù)此判斷；
（5）恒壓容器中通入3molA和2molB及固體催化劑，使之反應(yīng)，平衡時(shí)容器內(nèi)氣體物質(zhì)的量為起始時(shí)的90%．保持同一反應(yīng)溫度，在相同容器中，將起始物質(zhì)的量改為4mol A、3mol B和2mol C，轉(zhuǎn)化為起始量，2A（g）+B（g）?2C（g），相當(dāng)于起始量為6molA和4molB，是原來(lái)起始量的2倍，恒壓容器中達(dá)到相同平衡狀態(tài)；

解答 解：已知2A（g）+B（g）?2C（g），△H=-a kJ•mol^-1（a＞0），該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，可逆反應(yīng)中反應(yīng)物不能全部轉(zhuǎn)化為生成物，則在一個(gè)有催化劑的固定容積的容器中加入2molA和1molB，在500℃時(shí)充分反應(yīng)達(dá)平衡后C的濃度為wmol/L，則w＜2，所以放出熱量為小于akJ，即a＞b；
（1）該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆移，K減小，由表中數(shù)據(jù)可知，T₁時(shí)K大，則T₁時(shí)溫度低，故T₁＜T₂；若在原來(lái)的容器中，只加入2molC，全部轉(zhuǎn)化為AB分別為2molA和1molB，則與原平衡時(shí)等效平衡，平衡時(shí)濃度相同，所以平衡時(shí)C的濃度等于wmol/L；正向反應(yīng)和逆向反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率之和為100%，則正向反應(yīng)放熱與逆向反應(yīng)放熱之和為a kJ，所以a=b+c；
故答案為：＜；=；a=b+c；
（2）由反應(yīng)方程式可知生成2mol的C時(shí)放熱a kJ，想得到2a kJ熱量，則需生成4molC；由于反應(yīng)是可逆反應(yīng)，不可能完全進(jìn)行到底，所以要得到4molC，A與B物質(zhì)的量必須要多于4mol和2mol，選項(xiàng)中只有D項(xiàng)符合；
故答案為：D．
（3）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(dòng)
A．及時(shí)分離出C氣體，生成物的濃度減小，則反應(yīng)速率減小，故A錯(cuò)誤；
B．適當(dāng)升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，速率增大，故B錯(cuò)誤；
C．增大B的濃度，平衡正向移動(dòng)，反應(yīng)速率增大，故C正確；
D．選擇高效催化劑，反應(yīng)速率增大，平衡不移動(dòng)，故D錯(cuò)誤；
故答案為：C；
（4）由于給定反應(yīng)是一個(gè)氣體體積減小的反應(yīng)，恒壓條件下，相當(dāng)給原平衡加壓，平衡正向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率變大，放出熱量增多，d＞b；
故答案為：＞；
（5）恒壓容器中通入3molA和2molB及固體催化劑，使之反應(yīng)，平衡時(shí)容器內(nèi)氣體物質(zhì)的量為起始時(shí)的90%．保持同一反應(yīng)溫度，在相同容器中，將起始物質(zhì)的量改為4mol A、3mol B和2mol C，轉(zhuǎn)化為起始量，2A（g）+B（g）?2C（g），相當(dāng)于起始量為6molA和4molB，是原來(lái)起始量的2倍，恒壓容器中達(dá)到相同平衡狀態(tài)，平衡時(shí)A的百分含量不變；
故答案為：不變；

點(diǎn)評(píng) 本題考查等效平衡、反應(yīng)熱的計(jì)算、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷以及平衡的移動(dòng)的知識(shí)等，題目綜合性強(qiáng)，難度中等，注意把握等效平衡的原理．