Question

【題目】已知：2A(g)+B(g)2C(g)；ΔH ＝－a kJ/mol(a＞0)。在一個(gè)有催化劑的固定容積的容器中加入2 mol A和1 mol B，在500℃時(shí)充分反應(yīng)達(dá)平衡后C的濃度w mol/L，放出熱量b kJ。

（1）比較a____b(填“＞”“＝”或“＜”)。

（2）若在原來的容器中，只加入2 mol C，500℃ 時(shí)充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，吸收熱量c kJ，C濃度__________w mol/L(填“＞”“＝”或“＜”)，a、b、c之間滿足何種關(guān)系_______________(用a、b、c建立一個(gè)等式關(guān)系)。

（3）能說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是____________(填寫字母)。

A．v(C)＝2v(B) B．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變

C．v逆(A)＝2v正(B) D．容器內(nèi)的密度保持不變

（4）能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的操作是_______(填寫字母)。

A．及時(shí)分離出C氣體 B．適當(dāng)升高溫度

C．增大B的濃度 D．選擇高效的催化劑

（5）若將上述容器改為恒壓容器(反應(yīng)前體積、壓強(qiáng)相同)，起始時(shí)加入2 mol A和1 mol B，500℃時(shí)充分反應(yīng)達(dá)平衡后，放出熱量d kJ ，則d________b(填“＞”、“＝”或“＜”)，理由是__________。

Answer 1

【答案】 ＞ ＝ b＋c＝a BC C ＞ 平衡時(shí)恒壓容器的壓強(qiáng)比恒容時(shí)大，利于反應(yīng)向右進(jìn)行

【解析】（1）根據(jù)熱化學(xué)方程式，2molA和1molB完全反應(yīng)生成2molC放出a kJ熱量，因?yàn)樵摲磻?yīng)是可逆反應(yīng)，不能進(jìn)行徹底，所以實(shí)際放出的熱量b kJ小于a kJ，即a＞b。

（2）恒溫恒容條件，若2molC完全轉(zhuǎn)化為用A、B表示，可得2molA和1molB，故達(dá)到的平衡與原平衡為等效平衡，平衡時(shí)C的濃度相同，故c(C)=w molL-1；同一可逆反應(yīng)，相同溫度下，正、逆反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，但符號相反，設(shè)平衡時(shí)C的物質(zhì)的量為n mol，對于反應(yīng)2A(g)+B(g)2C(g) △H=-a kJmol-1，則放出的熱量b=n× kJ，對于反應(yīng)2C(g)2A(g)+B(g) △H=akJmol-1，C分解的物質(zhì)的量為(2-n) mol，則吸收的熱量c=(2-n)×，故a=b+c。

（3）A項(xiàng)，因?yàn)橥�一個(gè)反應(yīng)用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，所以無論是否平衡，都有v(C)＝2v(B)，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，該反應(yīng)正向是一個(gè)氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，所以恒容時(shí)只要不平衡，壓強(qiáng)就會(huì)發(fā)生變化，故容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變，則說明已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；C項(xiàng)，v逆(A)＝2v正(B)，又根據(jù)用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，可得：2v正(B)= v正(A)，所以v正(A)= v逆(A)，此時(shí)反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)，故C正確；D項(xiàng)，密度=氣體總質(zhì)量÷氣體體積，因?yàn)槭呛闳萑萜�，所以氣體體積不變，又因?yàn)楦魑镔|(zhì)都是氣體，所以氣體總質(zhì)量不變，因此密度始終不變，故D錯(cuò)誤。

（4）由已知可得，該反應(yīng)正向是氣體分子數(shù)減小的放熱反應(yīng)；A項(xiàng)，及時(shí)分離出C氣體，反應(yīng)正向進(jìn)行，但反應(yīng)速率減小，故A不符合要求；B項(xiàng)，適當(dāng)升高溫度，加快了化學(xué)反應(yīng)速率，但平衡逆向移動(dòng)，故B不符合要求；C項(xiàng)，增大B的濃度，平衡正向進(jìn)行，反應(yīng)速率增大，故C符合要求；D項(xiàng)，選擇高效催化劑，增大反應(yīng)速率，但不改變化學(xué)平衡，故D不符合要求。

（5）恒溫恒容時(shí)，隨反應(yīng)進(jìn)行，壓強(qiáng)降低，達(dá)到原平衡；恒溫恒壓時(shí)（反應(yīng)器開始體積與恒容時(shí)相同），相同溫度下起始加入2molA和1molB，可等效為在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動(dòng)，即正向移動(dòng)，B的轉(zhuǎn)化率變大，反應(yīng)放出的熱量增多，大于恒容容器中達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)放出的熱量，即d＞b。