Question

1000℃時，硫酸鈉可與氫氣發(fā)生反應：Na₂SO₄（s）+4H₂（g）?Na₂S（s）+4H₂O（g）．請回答下列問題：
（1）上述反應的平衡常數(shù)表達式為：

 

．
（2）上述反應在三個不同條件下進行，與曲線a比較，b和c分別僅改變一種反應條件，其中H₂的濃度隨時間的變化如圖所示．
①則曲線b改變的條件為

 

②該反應的△H

 

0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）該溫度下，向2L盛有1.42g Na₂SO₄的密閉恒容容器中通入H₂，5min
后測得固體質量為1.10g．
①則該時間范圍內的平均反應速率v（H₂）=

 

．
②能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是

 

（填字母，下同）．
A．容器內壓強保持不變              
B．容器內氣體密度保持不變
C．c （H₂）=c （H₂O）                     
D．v_正（H₂）=v_逆（H₂O）

Answer 1

考點：化學平衡的影響因素,化學平衡狀態(tài)的判斷,化學平衡的計算

專題：

分析：（1）化學平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應達到平衡時各生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值，據(jù)此書寫；
（2）①曲線b的反應速率加快，平衡不移動，據(jù)此判斷改變的條件；
②曲線c的反應速率加快，H₂的濃度減小，平衡正移；
（3）根據(jù)方程式計算反應的氫氣的物質的量，再求出反應速率；
（4）當反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質的濃度不再改變，由此衍生的一些物理量也不變，以此進行判斷．

解答： 解：（1）已知Na₂SO₄（S）+4H₂（g）═Na₂S（s）+4H₂O（g），則其平衡常數(shù)表達式K=

c4(H2O)

c4(H2)

，故答案為：K=

c4(H2O)

c4(H2)

；
（2）①曲線b的反應速率加快，平衡不移動，改變溫度平衡會發(fā)生移動，不符合題意，改變壓強氫氣的濃度會變化，也不符合題意，因此，改變的條件是使用催化劑；
故答案為：使用催化劑；
②曲線c的反應速率加快，而且H₂的濃度減小，平衡正移，所以改變的條件只能是降低溫度，降低溫度平衡向吸熱方向移動，所以正方向為吸熱方向，即△H＞0；
故答案為：＞；
（3）設反應消耗的氫氣為nmol，
    Na₂SO₄（s）+4H₂（g）?Na₂S（s）+4H₂O（g）△m
               4mol                           64 g      
               n                          （1.42-1.1）g
解得n=0.02mol，則該時間范圍內的平均反應速率v（H₂）=

n V

t

=

0.02mol 2L

5min

=0.002mol/（L．min）；
故答案為：0.002mol/（L．min）；
（4）A．該反應的反應前后的計量數(shù)相同，容器內壓強始終保持不變，因此不能用壓強來判斷平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B．容器內氣體的體積不變，氣體的質量增大，所以容器內氣體密度隨反應進行逐漸增大，當密度保持不變，即是平衡狀態(tài)，故B正確；
C．當正逆反應速率相等時，反應達到平衡狀態(tài)，而c（H₂）=c（H₂O）時不能說明正逆反應相等，所以不能證明達到平衡狀態(tài)，故C錯誤；
D．當正逆反應速率相等時，則v_正（H₂）=v_逆（H₂O），所以達到平衡狀態(tài)，故D正確；
故答案為：B、D．

點評：本題考查了反應速率的計算、化學平衡常數(shù)計算、平衡標志的判斷方法、影響平衡的因素等，圖象分析是解題關鍵，題目難度中等．