Question

13．已知可逆反應：M（g）+N（g）?P（g）+Q（g） H＞0，請回答下列問題：
（1）在某溫度下，反應物起始濃度分別為：c（M）=1mol•L^-1，c（N）=2.4mol•L^-1，達到平衡后，M的轉化率為60%，此時N的轉化率為25%．
（2）若反應溫度升高，轉化率增大（填“增大”、“減少”或“不變”）．
（3）若反應溫度不變，反應物的起始濃度分別為：c（M）=4mol•L^-1，c（N）=a mol•L^-1；達到平衡后，c（P）=2mol•L^-1，a=6．
（4）若反應溫度不變，反應物的起始濃度分別為：c（M）=1mol•L^-1，c（N）=0.3mol•L^-1；達到平衡后，M的轉化率為20%．

Answer 1

分析 （1）根據M的轉化率為60%計算出M的濃度變化量，利用濃度變化量之比等于化學計量數之比求出N的濃度變化量，再根據轉化率定義計算；
（2）該反應正反應為吸熱反應，升高溫度平衡向吸熱方向移動，即向正反應方向移動，M的轉化率增大；
（3）由于溫度不變，則平衡常數不變，與（1）相同，利用三段式計算平衡時各組分的濃度，代入平衡常數計算．
（4）依據化學平衡三段式列式計算，依據轉化率的概念計算得到．

解答 解：（1）△c（M）=60%×1mol•L^-1=0.6mol•L^-1，濃度變化量之比等于化學計量數之比，所以△c（N）=△c（M）=0.6mol•L^-1，故此時N的轉化率$\frac{0.6mol/L}{2.4mol/L}$×100%=25%，
故答案為：25%；
（2）該反應正反應為吸熱反應，升高溫度平衡向吸熱方向移動，即向正反應方向移動，M的轉化率增大，
故答案為：增大；
（3）
△c（M）=60%×1mol•L^-1=0.6mol•L^-1，則：
           M（g）+N（g）?P（g）+Q（g）；
初始（mol/L）：1    2.4     0     0
轉化（mol/L）：0.6   0.6    0.6   0.6
平衡（mol/L）：0.4    1.8    0.6   0.6
故該溫度下平衡常數k=$\frac{0.6×0.6}{0.4×1.8}$=0.5，
反應溫度不變，反應物的起始濃度分別為c（M）=4mol•L^-1，c（N）=amol•L^-1；達到平衡后，c（P）=2mol•L^-1，則：
           M（g）+N（g）?P（g）+Q（g）；
初始（mol/L）：4    a     0       0
轉化（mol/L）：2    2     2      2
平衡（mol/L）：2    a-2    2     2
所以$\frac{2×2}{2×（a-2）}$=0.5，解得a=6，
故答案為：6；
（4）設M的轉化率為x，依據化學三段式列式計算
                          M（g）+N（g）?P（g）+Q（g）
起始量（mol/L）  1           0.3         0           0
變化量（mol/L）  x           x            x           x
平衡量（mol/L） 1-x    0.3-x           x           x
則達到平衡后各物質的平衡濃度分別為：
c（M）=（1-x）mol/L  　c（N）=（0.3-x）mol/L
c（P）=x mol/L　c（Q）=x mol/L
K=$\frac{c（P）•c（Q）}{c（M）•c（N）}$
=$\frac{xmol/L•xmol/L}{（1-x）mol/L•（0.3-x）mol/L}$=0.5；
x=0.20；
故答案為：20%．

點評 本題考查化學平衡的有關計算、平衡常數的有關計算等，題目難度不大，注意理解化學平衡常數的用途，判斷反應進行程度、判斷反應進行的方向、計算轉化率等．