Question

19．已知2A₂（g）+B₂（g）?2C₃（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2molA₂和1molB₂，在500℃時充分反應(yīng)達平衡后C₃的濃度為w mol/L，放出熱量b kJ．
（1）比較a＞b（ 填＞、=、＜）
（2）此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為$\frac{{c}^{2}（{C}_{3}）}{{c}^{2}（{A}_{2}）．c（{B}_{2}）}$；若將反應(yīng)溫度升高到700℃，反應(yīng)的平衡常數(shù)將減小 （增大、減小或不變）
（3）若在原來的容器中，只加入2mol C₃，500℃時充分反應(yīng)達平衡后，吸收熱量ckJ，C₃濃度=（填＞、=、＜）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）．
（4）能說明該反應(yīng)已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是bc．
a、V（C₃）=2V（B₂）；  
b、容器內(nèi)壓強保持不變   
c、V逆（A₂）=2V正（B₂）   
d、容器內(nèi)的密度保持不變
（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c．
a、及時分離出C₃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2molA₂和lmolB₂，500℃時充分反應(yīng)達平衡后，放出熱量d kJ，則d＞b（ 填＞、=、＜），理由是恒壓條件下，由于始終保持較大壓強，故反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率高，生成C3比恒容多，則放出的熱量也大．

Answer 1

分析 （1）熱化學(xué)方程式表達的意義為：當(dāng)2mol A₂和1mol B₂完全反應(yīng)時，放出熱量為akJ，據(jù)此判斷a、b大小關(guān)系；
（2）平衡常數(shù)為產(chǎn)物濃度系數(shù)次冪的乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪的乘積的比值；根據(jù)反應(yīng)的熱效應(yīng)判斷化學(xué)平衡常數(shù)的變化；
（3）相同條件下，2mol C₃達到平衡狀態(tài)時，與加入2mol A₂和1mol B₂達建立完全相同的平衡狀態(tài)，即從化學(xué)平衡狀態(tài)到完全反應(yīng)生成2molC₃，放出熱量為c kJ，據(jù)此判斷；
（4）可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中各物質(zhì)物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、百分含量都不變，以及由此引起的一系列物理量不變；
（5）該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體體積減小的放熱反應(yīng)，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，應(yīng)該采用增大反應(yīng)物濃度方法；
（6）恒壓條件下，由于始終保持較大壓強，轉(zhuǎn)化的越多，放出熱量較多．

解答 解：（1）熱化學(xué)方程式表達的意義為：當(dāng)2mol A₂和1mol B₂完全反應(yīng)時，放出熱量為akJ，而加入2mol A₂和1mol B₂達到平衡時，沒有完全反應(yīng)，即釋放的熱量小于完全反應(yīng)釋放的熱量，即b＜a，
故答案為：＞； 
（2）平衡常數(shù)為產(chǎn)物濃度系數(shù)次冪的乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪的乘積的比值，則K=$\frac{{c}^{2}{（C}_{3}）}{{c}^{2}（{A}_{2}）．c（{B}_{2}）}$；正反應(yīng)方向放熱，升高溫度，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動，生成物濃度減小，反應(yīng)物濃度增大，K減小，
故答案為：$\frac{{c}^{2}（{C}_{3}）}{{c}^{2}（{A}_{2}）．c（{B}_{2}）}$；減��；
（3）相同條件下，2mol C₃達到平衡狀態(tài)時，與加入2mol A₂和1mol B₂建立完全相同的平衡狀態(tài)，即等效平衡，C₃=w mol/L，即從化學(xué)平衡狀態(tài)到完全反應(yīng)生成2molC，放出熱量為c kJ，由于等效平衡的正逆反應(yīng)轉(zhuǎn)化率之和等于1，則b+c=a，
故答案為：=；b+c=a；
（4）a、V（C₃）=2V（B₂）時，該反應(yīng)可能達到平衡狀態(tài)也可能沒有達到平衡狀態(tài)，與反應(yīng)初始濃度及轉(zhuǎn)化率有關(guān)，不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，故錯誤；  
b、該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體體積減小的可逆反應(yīng)，當(dāng)容器內(nèi)壓強保持不變時，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故正確；
c、V逆（A₂）=2V正（B₂）=V正（A₂），同一物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率相等，該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故正確；
d、混合氣體遵循質(zhì)量守恒定律，則反應(yīng)前后混合氣體質(zhì)量不變，容器體積不變，則容器內(nèi)的密度保持不變，不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，故錯誤；
故選bc；
（5）a、及時分離出C₃氣體，平衡正向移動，但反應(yīng)速率減小，故錯誤；  
b、適當(dāng)升高溫度反應(yīng)速率增大但平衡逆向移動，故錯誤；  
c、增大B₂的濃度，平衡正向移動且反應(yīng)速率增大，故正確； 
d、選擇高效的催化劑，反應(yīng)速率增大但平衡不移動，故錯誤；
故選c；
（6）由于給定反應(yīng)是一個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，轉(zhuǎn)化率變大，放出熱量增多，d＞b；
故答案為：＞；恒壓條件下，由于始終保持較大壓強，故反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率高，生成C₃比恒容多，則放出的熱量也大．

點評 本題考查化學(xué)平衡影響因素、化學(xué)反應(yīng)速率影響因素、平衡狀態(tài)判斷等知識點，為高頻考點，注意：催化劑只影響反應(yīng)速率不影響平衡移動，只有反應(yīng)前后改變的物理量不變時可逆反應(yīng)才能達到平衡狀態(tài)，為易錯點．