Question

4．已知2A₂（g）+B₂（g）?2C₃（g）；△H=-Q₁ kJ/mol（Q₁＞0），在一個(gè)有催化劑的容積不變的密閉容器中加入2molA₂和1molB₂，在500℃時(shí)充分反應(yīng)，達(dá)平衡后C₃的濃度為w mol•L^-1，放出熱量為Q₂ kJ．
（1）達(dá)到平衡時(shí)，A₂的轉(zhuǎn)化率為$\frac{{Q}_{2}}{{Q}_{1}}$．
（2）達(dá)到平衡后，若向原容器中通入少量的氬氣，A₂的轉(zhuǎn)化率將不變（填“增大“、“減小”或“不變”）
（3）若在原來(lái)的容器中，只加入2mol C₃，500℃時(shí)充分反應(yīng)達(dá)平衡后，吸收熱量Q₃ kJ，C₃濃度=（填＞、=、＜）w mol•L^-1，Q₁、Q₂、Q₃ 之間滿(mǎn)足何種關(guān)系：Q₃=Q₁-Q₂
（4）改變某一條件，得到如圖的變化規(guī)律（圖中T表示溫度，n表示物質(zhì)的量），可得出的結(jié)論正確的是ad；
a．反應(yīng)速率c＞b＞a
b．達(dá)到平衡時(shí)A₂的轉(zhuǎn)化率大小為：b＞a＞c
c．T₂＞T₁
d．b點(diǎn)A₂和B₂的物質(zhì)的量之比為2：1
（5）若將上述容器改為恒壓容容器，起始時(shí)加入4molA₂和2molB₂，500℃時(shí)充分反應(yīng)達(dá)平衡后，放出熱量Q₄kJ，則Q₂＜Q₄ （填“＞”、“＜”或“=”）．
（6）下列措施可以同時(shí)提高反應(yīng)速率和B₂的轉(zhuǎn)化率是d（填選項(xiàng)序號(hào)）．
a．選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎?nbsp;      b．增大壓強(qiáng)   c．及時(shí)分離生成的C₃ d．升高溫度．

Answer 1

分析 （1）該反應(yīng)中如果有2molA₂完全反應(yīng)，則放出Q₁kJ熱量，則放出Q₂kJ熱量時(shí)消耗n（A₂）=$\frac{{Q}_{2}}{{Q}_{1}}×2mol$，A₂的轉(zhuǎn)化率=$\frac{\frac{{Q}_{2}}{{Q}_{1}}×2mol}{2mol}$；
（2）達(dá)到平衡后，若向原容器中通入少量的氬氣，容器體積不變，則反應(yīng)物和生成物濃度不變，平衡不移動(dòng)；
（3）相同溫度下，若在原來(lái)的容器中，只加入2mol C₃，如果加入2molA₂和1molB₂是等效平衡，兩種情況下達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)兩個(gè)容器中C₃濃度相等；
相同條件下，2mol C₃達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，與加入2mol A₂和1mol B₂達(dá)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2molC₃，兩個(gè)容器中放出熱量之和等于Q₁；
（4）a．相同溫度下，反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越大；
b．相同溫度下，B₂的物質(zhì)的量越大，達(dá)到平衡時(shí)A₂的轉(zhuǎn)化率越大；
c．該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，生成物體積分?jǐn)?shù)減��；
d．當(dāng)反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比等于其計(jì)量數(shù)之比時(shí)，生成物的體積分?jǐn)?shù)最大；
（5）該反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量減小，壓強(qiáng)減小，如果是在恒壓條件下進(jìn)行反應(yīng)，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，則反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大；
（6）a．選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎�，只增大反�?yīng)速率但平衡不移動(dòng)；       
b．增大壓強(qiáng)，正逆反應(yīng)速率都增大，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)；
c．及時(shí)分離生成的C₃，平衡正向移動(dòng)，但反應(yīng)速率減�。�
d．升高溫度，平衡逆向移動(dòng)．

解答 解：（1）該反應(yīng)中如果有2molA₂完全反應(yīng)，則放出Q₁kJ熱量，則放出Q₂kJ熱量時(shí)消耗n（A₂）=$\frac{{Q}_{2}}{{Q}_{1}}×2mol$，A₂的轉(zhuǎn)化率=$\frac{\frac{{Q}_{2}}{{Q}_{1}}×2mol}{2mol}$=$\frac{{Q}_{2}}{{Q}_{1}}$，
故答案為：$\frac{{Q}_{2}}{{Q}_{1}}$；
（2）達(dá)到平衡后，若向原容器中通入少量的氬氣，容器體積不變，則反應(yīng)物和生成物濃度不變，平衡不移動(dòng)，則A₂的轉(zhuǎn)化率不變，故答案為：不變；
（3）相同溫度下，若在原來(lái)的容器中，只加入2mol C₃，如果加入2molA₂和1molB₂是等效平衡，兩種情況下達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)兩個(gè)容器中C₃濃度相等，所以C₃濃度=wmol/L；
相同條件下，2mol C₃達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，與加入2mol A₂和1mol B₂達(dá)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2molC₃，兩個(gè)容器中放出熱量之和等于Q₁，所以Q₃=Q₁-Q₂，
故答案為：=；Q₁-Q₂；
（4）a．相同溫度下，反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越大，所以反應(yīng)速率c＞b＞a，故正確；
b．相同溫度下，B₂的物質(zhì)的量越大，達(dá)到平衡時(shí)A₂的轉(zhuǎn)化率越大，所以轉(zhuǎn)化率c＞b＞a，故錯(cuò)誤；
c．該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，生成物體積分?jǐn)?shù)減小，所以T₂＜T₁
，故錯(cuò)誤；
d．當(dāng)反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比等于其計(jì)量數(shù)之比時(shí)，生成物的體積分?jǐn)?shù)最大，所以b點(diǎn)A₂和B₂的物質(zhì)的量之比為2：1，故正確；
故選ad；
（5）該反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量減小，壓強(qiáng)減小，如果是在恒壓條件下進(jìn)行反應(yīng)，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，則反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大，所以Q₂＜Q₄，故答案為：＜；
（6）a．選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎�，只增大反�?yīng)速率但平衡不移動(dòng)，不符合條件，故錯(cuò)誤；       
b．增大壓強(qiáng)，正逆反應(yīng)速率都增大，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，平衡正向移動(dòng)，符合條件，故正確；
c．及時(shí)分離生成的C₃，平衡正向移動(dòng)，但反應(yīng)速率減小，不符合條件，故錯(cuò)誤；
d．該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，不符合條件，故錯(cuò)誤；
故選b．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算、化學(xué)平衡影響因素等知識(shí)點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析判斷能力，明確等效平衡及正確構(gòu)建等效平衡是解本題關(guān)鍵，注意：（4）d中反應(yīng)物物質(zhì)的量之比等于計(jì)量數(shù)之比時(shí)產(chǎn)物的含量最大，為易錯(cuò)點(diǎn)．