Question

3．已知A（g）+B（s）?C（g）+D（g）△H＜0，向一個5L的密閉容器中充人0.20mol的A和0.80mol的B，回答下列問題：
（1）如反應初始6s內A的平均反應速率v（A）=0.003mol•L^-1•s^-1，則6s時．c（A）=0.022mol•L^-1，C的物質的量為0.11mol；一段時間后反應達到平衡，如果這時向該密閉容器中再充入1mol氬氣，平衡時A的轉化率不變（填“變大”、“變小”或“不變”）；
（2）判斷該反應是否達到平衡的依據為abc（填正確選項前的字母）：
a．壓強不隨時間改變    b．氣體的密度不隨時間改變
c．c（ A）不隨時間改變    d．單位時間里生成C和D的物質的量相等
（3）100℃時，該反應達到平衡后，D的濃度為0.02mol/L，該反應的平衡常數表達式為$\frac{c（C）×c（D）}{c（A）}$，該溫度下的平衡常數為0.02．
（4）在100℃到達平衡后，改變反應溫度為T，c（A）以0.001mol/（L•s）的平均速率降低，經10s又達到平衡．
①T小于100℃（填“大于”或“小于”），判斷理由是正反應放熱，改變溫度平衡正向移動，所以是溫度降低；
②溫度T時，反應達到平衡后將反應容器的體積減少一半．平衡向逆反應（填“正反應”或“逆反應”）方向移動．

Answer 1

分析 （1）根據△n=v×△t計算△n（A），6s時濃度=起始濃度-△c（A）；
根據△n=△c×V計算△n（A），再根據方程式計算△n（C）；
一段時間后反應達到平衡，如果這時向該密閉容器中再充入1mol氬氣，恒容條件下，各組分濃度不變，平衡不移動；
（2）可逆反應到達平衡時，同種物質的正逆速率相等，各組分的濃度、含量保持不變，由此衍生的其它一些量不變，判斷平衡的物理量應隨反應進行發(fā)生變化，該物理量由變化到不變化說明到達平衡；
（3）化學平衡常數是指：一定溫度下，可逆反應到達平衡時，生成物的濃度系數次冪之積與反應物的濃度系數次冪之積的比，固體、純液體不需要在化學平衡常數中寫出；
100℃時，該反應達到平衡后，D的濃度為0.02mol/L，則：
               A（g）+B（s）?C（g）+D（g）
起始濃度（mol/L）：0.04           0     0
變化濃度（mol/L）：0.02          0.02   0.02
平衡濃度（mol/L）：0.02          0.02   0.02
再代入平衡常數表達式計算；
（4）①在100℃到達平衡后，改變反應溫度為T，c（A）以0.001mol/（L•s）的平均速率降低，平衡正向移動，正反應為放熱反應，應是降低溫度；
②溫度T時，反應達到平衡后將反應容器的體積減少一半，等效為增大壓強，平衡向氣體體積減小的方向移動．

解答 解：（1）△c（A）=0.003mol•L^-1•s^-1×6s=0.018mol/L，6s時濃度=$\frac{0.2mol}{5L}$-0.018mol/L=0.022mol/L
；△n（A）=0.022mol/L×5L=0.11mol，故△n（C）=△n（A）=0.11mol；
一段時間后反應達到平衡，如果這時向該密閉容器中再充入1mol氬氣，恒容條件下，各組分濃度不變，平衡不移動，平衡時A的轉化率不變，
故答案為：0.022；0.11；不變；
（2）a．隨反應進行氣體物質的量增大，恒溫恒容下壓強增大，當壓強不隨時間改變，說明到達平衡，故a正確；
b．B為固體，隨反應進行氣體質量增大，恒容條件下氣體密度中等，當氣體的密度不隨時間改變，說明到達平衡，故b正確；
c．c（ A）不隨時間改變，說明到達平衡，故c正確；
d．單位時間里生成C和D的物質的量始終相等，不能說明到達平衡，故d錯誤，
故選：abc；
（3）A（g）+B（s）?C（g）+D（g）的平衡常數表達式K=$\frac{c（C）×c（D）}{c（A）}$；
100℃時，該反應達到平衡后，D的濃度為0.02mol/L，則：
               A（g）+B（s）?C（g）+D（g）
起始濃度（mol/L）：0.04           0    0
變化濃度（mol/L）：0.02         0.02  0.02
平衡濃度（mol/L）：0.02         0.02   0.02
平衡常數K=$\frac{c（C）×c（D）}{c（A）}$=$\frac{0.02×0.02}{0.02}$=0.02，
故答案為：$\frac{c（C）×c（D）}{c（A）}$；0.02；
（4）①在100℃到達平衡后，改變反應溫度為T，c（A）以0.001mol/（L•s）的平均速率降低，平衡正向移動，正反應為放熱反應，應是降低溫度，故T＜100℃，
故答案為：小于；正反應放熱，改變溫度平衡正向移動，所以是溫度降低；
②溫度T時，反應達到平衡后將反應容器的體積減少一半，等效為增大壓強，正反應為氣體體積增大的反應，故平衡向逆反應方向移動，
故答案為：逆反應．

點評 本題考查化學平衡計算與影響因素、平衡狀態(tài)判斷、反應速率計算、平衡常數及計算等，注意判斷平衡的物理量應隨反應進行發(fā)生變化，該物理量由變化到不變化說明到達平衡．