Question

在10L恒容密閉容器中充入X（g）和Y（g），發(fā)生反應(yīng)X（g）+Y（g） M(g)+N(g)

所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	溫度/℃	起始時(shí)物質(zhì)的量/mol	平衡時(shí)物質(zhì)的量/mol
n（X）	n（Y）	n（M）
①	700	0.40	0.10	0.090
②	800	0.10	0.40	0.080
③	800	0.20	0.30	a
④	900	0.10	0.15	b

回答下列問題:

(1)實(shí)驗(yàn)①中，若5min時(shí)測(cè)得，n(M)=0.050mo1,  則0至5min時(shí)間內(nèi)，用N表示的平均反應(yīng)速率為________。

(2)實(shí)驗(yàn)③平衡常數(shù)為___________，該正反應(yīng)為____________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)

(3)能說明上述反應(yīng)一定達(dá)到平衡的條件是_______________________。

A. c(Y)= c(N)           B.平均分子量不再變化

C. v正(X) =v逆(M)     D.溫度和壓強(qiáng)一定時(shí)，混合氣體的密度不再變化

(4)實(shí)驗(yàn)③中，達(dá)到平衡時(shí)，X的轉(zhuǎn)化率為_________________________。

(5)實(shí)驗(yàn)③、④中，達(dá)到平衡時(shí)，a與b的關(guān)系為__________(填選項(xiàng))，請(qǐng)解釋原因________________。

    A. a>2b             B. a=2b     C.b<a<2b             D.a<b

(6)圖是實(shí)驗(yàn)①中c(M)隨時(shí)間變化的曲線圖，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出實(shí)驗(yàn)②中c(M)隨時(shí)間變化的曲線圖。

Answer 1

【知識(shí)點(diǎn)】化學(xué)平衡常數(shù)和化學(xué)平衡的移動(dòng)G1  G2  G4

【答案解析】（1）0.001mol·L-1·min-1        （2分，數(shù)值對(duì)單位不寫扣1分）   

（2）1 （2分）     放熱（1分）

（3）C   （2分）

（4）60%   （2分）  

（5）A（1分） 若溫度不變，則b = a /2，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故b ＜a /2，即a ＞ 2b（2分）

（6）（2分）（曲線②達(dá)平衡時(shí)間小于t1且c(M)=0.008才得分）

  解析：(1)實(shí)驗(yàn)①中，若5min時(shí)測(cè)得n(M)＝0.050mol，濃度是0.0050mol/L，則根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式可知，同時(shí)生成的N的物質(zhì)的量也是0.0050mol/L ，因此0至5min時(shí)間內(nèi)，用N表示的平均反應(yīng)速率υ(N)＝0.0050mol/L ÷5min＝0.001mol·L-1·min-1 ，

實(shí)驗(yàn)③與實(shí)驗(yàn)②溫度相同，所以實(shí)驗(yàn)③平衡常數(shù)與實(shí)驗(yàn)②中平衡常數(shù)相同，平衡時(shí)M的濃度是0.0080mol/L，則同時(shí)生成的N的濃度是0.0080mol/L，消耗X與Y的濃度均是0.0080mol/L，因此平衡時(shí)X和Y的濃度分別為0.01mol/L－0.0080mol/L＝0.002mol/L，0.04mol/L－0.0080mol/L＝0.032mol/L，因此反應(yīng)的平衡常數(shù)k=；相同方法計(jì)算①的平衡常數(shù)k=，可見升溫平衡常數(shù)減小，即平衡左移，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；

(3)A. c(Y)= c(N)不能說明正逆速率相等，不能說明反應(yīng)一定達(dá)到平衡  ；B.反應(yīng)物生成物全是氣體，且反應(yīng)前后物質(zhì)的量不變，無論平衡是否移動(dòng)平均分子量都不變化，不能說明反應(yīng)一定達(dá)到平衡；

C. v正(X) =v逆(M) ，能說明反應(yīng)一定達(dá)到平衡 ；  D.溫度和壓強(qiáng)一定時(shí)，無論平衡是否移動(dòng)混合氣體的密度都不變化，不能說明反應(yīng)一定達(dá)到平衡    ；只有C符合題意。

設(shè)實(shí)驗(yàn)③中，達(dá)到平衡時(shí)，X減小的濃度為x

      X（g） +   Y（g） M(g)+N(g)

 開始 0.02mol/L   0.03mol/L    0    0

    x          x          x    x

平衡0.02mol/L-x 0.03mol/L-x     x    x

代入平衡常數(shù)表達(dá)式，利用k=1，解得x=0.012mol/L，X的轉(zhuǎn)化率為

      

實(shí)驗(yàn)③、④中，若溫度不變構(gòu)成等效平衡，則b = a /2，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故b ＜a /2，即a>2b 。

根據(jù)升高溫度反應(yīng)速率加快，實(shí)驗(yàn)②中應(yīng)該先達(dá)平衡，平衡時(shí)M的濃度為0.008mol/L，滿足以上兩點(diǎn)畫圖即可。

【思路點(diǎn)撥】本題考查了化學(xué)平衡常數(shù)和化學(xué)平衡的移動(dòng)，運(yùn)用同一溫度下化學(xué)平衡常數(shù)不變可以順利解決問題。