Question

（1）在一個(gè)容積固定的反應(yīng)器中，有一可左右滑動(dòng)的密封隔板，兩側(cè)分別進(jìn)行如圖所示的可逆反應(yīng)．各物質(zhì)的起始加入量如下：A、B和C均為4.0mol、D為6.5mol、F為2.0mol，設(shè)E為x mol．當(dāng)x在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，均可以通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)器的溫度，使兩側(cè)反應(yīng)都達(dá)到平衡，并且隔板恰好處于反應(yīng)器的正中位置．請(qǐng)?zhí)顚?xiě)以下空白：

①若x=4.5，則右側(cè)反應(yīng)在起始時(shí)向

 

  （填“正反應(yīng)“或“逆反應(yīng)“）方向進(jìn)行．欲使起始反應(yīng)維持向該方向進(jìn)行，則x的最大取值應(yīng)小于

 

．
②若x分別為4.5和5.0，則在這兩種情況下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，A的物質(zhì)的量是否相等？

 

    （填“相等“、“不相等“或“不能確定“）．其理由是：

 

．
（2）830K時(shí)，在密閉容器中發(fā)生下列可逆反應(yīng)：
CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）；△H＜0   試回答下列問(wèn)題：
①若起始時(shí)c（CO）=2mol?L^-1，c（H₂O）=3mol?L^-1，達(dá)到平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為60%，則在該溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

 

；
②在相同溫度下，若起始時(shí)c（CO）=2mol?L^-1，c（H₂O）=2mol?L^-1，反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后，測(cè)得H₂的濃度為0.5mol?L^-1，則此時(shí)v_（正）

 

v_（逆）（填“大于”“小于”或“等于”），達(dá)到平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為

 

；
③若降低溫度，該反應(yīng)的K值將

 

（填“增大”“減小”或“不變”，下同），該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率將

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,化學(xué)平衡的影響因素

專(zhuān)題：化學(xué)平衡專(zhuān)題

分析：（1）①左右兩部分溫度、體積、壓強(qiáng)相同，平衡時(shí)，兩反應(yīng)混合氣體的總的物質(zhì)的量相同，左邊反應(yīng)前后氣體體積不變，平衡后混合氣體的總的物質(zhì)的量為4.0mol×3=12mol，所以右邊平衡時(shí)混合氣體的總的物質(zhì)的量為12mol，由此判斷右邊反應(yīng)向哪個(gè)方向進(jìn)行；
令達(dá)平衡時(shí)E的消耗量為2a摩，求出平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量，利用反應(yīng)混和物總的物質(zhì)的量為12mol列出等式，再利用可逆反應(yīng)反應(yīng)物不能完全反應(yīng)列不等式，聯(lián)立求解．
②這兩種情況是在兩個(gè)不同溫度下達(dá)到化學(xué)平衡的，平衡狀態(tài)不同，所以A的物質(zhì)的量也不同；
（2）①根據(jù)三段式解題法，求出反應(yīng)混合物各組分濃度的變化量、平衡時(shí)各組分的濃度，代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算平衡常數(shù)；
②計(jì)算常數(shù)的濃度商Qc、平衡常數(shù)，與平衡常數(shù)比較判斷反應(yīng)進(jìn)行方向；據(jù)①中的平衡常數(shù)，利用三段式法計(jì)算平衡時(shí)各物質(zhì)濃度，計(jì)算轉(zhuǎn)化率，據(jù)此解答；
③該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡向著正向移動(dòng)，K值增大，反應(yīng)速率減�。�

解答： 解：（1）①左右兩部分溫度、體積、壓強(qiáng)相同，平衡時(shí)，兩反應(yīng)混合氣體的總的物質(zhì)的量相同，左邊反應(yīng)前后氣體體積不變，平衡后混合氣體的總的物質(zhì)的量為4.0mol×3=12mol，所以右邊平衡時(shí)混合氣體的總的物質(zhì)的量為12mol，x=4.5時(shí)右邊開(kāi)始總的物質(zhì)的量為6.5mol+2.0mol+4.5mol=13mol，大于12mol，所以反應(yīng)向體積減小的方向進(jìn)行，即向正反應(yīng)方向進(jìn)行；
設(shè)達(dá)平衡時(shí)E的消耗量為2a mol．
D+?2E?2F，
起始（mol）：6.5 x 2.0
變化（mol）：a 2a 2a
平衡（mol）：6.5-a x-2a 2.0+2a
因左側(cè)反應(yīng)混合物總的物質(zhì)的量為12 mol所以達(dá)平衡時(shí)，右側(cè)反應(yīng)需滿(mǎn)足：?
（6.5-a）+（x-2a）+（2.0+2a）=12 且 x-2a＞0
即

x=3.5+a x＞2a

解之得，x＜7.0?
故答案為：正反應(yīng)；7.0；
②兩種情況下，反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)反應(yīng)混合物總的物質(zhì)的量為12mol，所以這兩種情況是在兩個(gè)不同溫度下達(dá)到化學(xué)平衡的，平衡狀態(tài)不同，所以A物質(zhì)的量也不同．
故答案為：不相等；因?yàn)檫@兩種情況是在兩個(gè)不同溫度下達(dá)到化學(xué)平衡的，平衡狀態(tài)不同，所以物質(zhì)的量也不同；
（2）①平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為60%，則CO的濃度變化量=2mol/L×60%=1.2mol/L，則：
              CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始（mol/L）：2       3        0        0
變化（mol/L）：1.2    1.2      1.2       1.2
平衡（mol/L）：0.8    1.8      1.2       1.2
故平衡常數(shù)K=

1.2×1.2

0.8×1.8

=1，
故答案為：1；
②在相同溫度下（850℃），若起始時(shí)c（CO）=1mol?L^-1，c（H₂O）=2mol?L^-1，反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后，測(cè)得H₂的濃度為0.5mol?L^-1，則：
              CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂ （g）
開(kāi)始（mol/L）：1       2        0       0
變化（mol/L）：0.5    0.5      0.5     0.5
一段時(shí)間（mol/L）：0.5 1.5      0.5      0.5
濃度商Qc=

0.5×0.5

0.5×1.5

=

1

3

＜1，故平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，此時(shí)v_（正）＞v_（逆），
假設(shè)平衡時(shí)，轉(zhuǎn)化的CO濃度為x，則有
                    CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂ （g）
開(kāi)始（mol/L）：1       2       0          0
變化（mol/L）：x        x       x        x
一段時(shí)間（mol/L）：1-x       2-x     x         x
相同溫度下，化學(xué)平衡常數(shù)相同，有

x2

(1-x)×(2-x)

=1
解的x=

2

3

，
CO的轉(zhuǎn)化率α（CO）=

2

3

×100%=66.7%，
故答案為：大于；66.7%；
③溫度降低，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，化學(xué)平衡向著正向移動(dòng)，二氧化碳和氫氣濃度增大，一氧化碳和水的濃度減小，平衡常數(shù)K增大；降低溫度，反應(yīng)速率減小，
故答案為：增大；減�。�

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡常數(shù)及影響因素、影響化學(xué)平衡的因素、化學(xué)平衡圖象與計(jì)算等，難度中等，（2）②中注意分析各物質(zhì)的濃度變化量關(guān)系，確定概念改變的條件．難度中等，關(guān)鍵在于確定右側(cè)反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)反應(yīng)混合物總的物質(zhì)的量．