Question

【題目】已知A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下：

溫度/℃	700	800	830	1 000	1 200
平衡常數(shù)	1.7	1.1	1.0	0.6	0.4

回答下列問題：

（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝____，ΔH＝___(填“<”、“>”或“＝”)0。

（2）830℃時(shí)，向一個(gè)5 L的密閉容器中充入0.20molA和0.80molB，如反應(yīng)初始6s內(nèi)A的平均反應(yīng)速率v(A)＝0.003 mol·L－1·s－1。則6 s時(shí)c(A)＝____mol·L－1，C的物質(zhì)的量為___mol；若反應(yīng)經(jīng)一段時(shí)間后，達(dá)到平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為____，如果這時(shí)向該密閉容器中再充入1 mol氬氣，平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為_____。

（3）判斷該反應(yīng)是否達(dá)到平衡的依據(jù)為_____。

a．壓強(qiáng)不隨時(shí)間改變

b．氣體的密度不隨時(shí)間改變

c．c(A)不隨時(shí)間改變

d．單位時(shí)間里生成C和D的物質(zhì)的量相等

Answer 1

【答案】 < 0.022 0.09 80% 80% c

【解析】

(1)化學(xué)平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值，據(jù)此書寫平衡常數(shù)表達(dá)式；

(2)根據(jù)△c=v△t計(jì)算△c(A)，A的起始濃度-△c(A)=6s時(shí)c(A)，結(jié)合方程式計(jì)算生成的C；設(shè)平衡時(shí)A的濃度變化量為x，利用三段式表示平衡時(shí)各組分的平衡濃度，代入平衡常數(shù)列方程計(jì)算x的值，并計(jì)算A的轉(zhuǎn)化率；體積不變，充入1mol氬氣，反應(yīng)混合物各組分的濃度不變，據(jù)此判斷A的轉(zhuǎn)化率；

(3)根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征分析判斷。

(1)可逆反應(yīng)A(g)+B(g)C(g)+D(g)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=，由表中數(shù)據(jù)可知，溫度升高平衡常數(shù)降低，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即△H＜0，故答案為：；＜；

(2)反應(yīng)初始6s內(nèi)A的平均反應(yīng)速率v(A)=0.003molL-1s-1，則6s內(nèi)△c(A)=0.003molL-1s-1×6s=0.018mol/L，A減少的物質(zhì)的量為0.018 mol·L－1×5L＝0.09mol，根據(jù)化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量關(guān)系知，生成的C的物質(zhì)的量為0.09mol；A的起始濃度為=0.04mol/L，故6s時(shí)c(A)=0.04mol/L-0.018mol/L=0.022mol/L；

設(shè)平衡時(shí)A的濃度變化量為x，則：

A(g) + B(g) C(g) + D(g)

開始(mol/L)： 0.04 0.16 0 0

變化(mol/L)： x x x x

平衡(mol/L)：0.04-x 0.16-x x x

故=1，解得x=0.032 mol/L，所以平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為×100%=80%；體積不變，充入1mol氬氣，反應(yīng)混合物各組分的濃度不變，平衡不移動(dòng)，A的轉(zhuǎn)化率不變，仍為80%，故答案為：0.022；0.09；80%；80%；

(3)a．該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，壓強(qiáng)始終不變，故壓強(qiáng)不隨時(shí)間改變不能說明到達(dá)平衡，故a不選；b．該反應(yīng)前后氣體的體積不變，混合氣體的質(zhì)量不變，氣體的密度始終不變，故b不選；c．可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，各物質(zhì)的濃度不變，故c(A)不隨時(shí)間改變，說明到達(dá)平衡，故c選；d．C和D都是生成物，生成的量和計(jì)量數(shù)成正比，單位時(shí)間里生成C和D的物質(zhì)的量始終相等，不能說明到達(dá)平衡，故d不選；故答案為：c。