Question

三種不同條件下，分別向容積固定的2L密閉容器中充入2molA和1mol B，發(fā)生反應(yīng)如下：2A（g）+B（g）?2D（g）△H=akJ?mol^-1，相關(guān)條件和數(shù)據(jù)見下表．

	實(shí)驗(yàn)Ⅰ	實(shí)驗(yàn)Ⅱ	實(shí)驗(yàn)Ⅲ
反應(yīng)溫度/℃	800	800	850
達(dá)平衡時(shí)間/min	40	10	30
c（ D ）平衡/mol?L-1	0.5	0.5	0.15
反應(yīng)的能量變化/kJ	Q1	Q2	Q3

請(qǐng)回答：
（1）實(shí)驗(yàn)Ⅲ，反應(yīng)進(jìn)行到30min時(shí)的平均速率v （D）為______．
（2）實(shí)驗(yàn)Ⅱ可能隱含的反應(yīng)條件是______．
（3）下列描述中能說明上述反應(yīng)已達(dá)平衡的是______（填序號(hào)）．
a．c（A）=2c（B）                    b.2v （D）_正=v （B）_逆
c．容器內(nèi)氣體密度不隨時(shí)間而變化     d．容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不隨時(shí)間而變化
（4）對(duì)比上述實(shí)驗(yàn)，可知該反應(yīng)的反應(yīng)熱a______0（填“＞”或“＜”），并將Q₁、Q₂、Q₃按從小到大的順序排列：______．
（5）若實(shí)驗(yàn)Ⅰ達(dá)到平衡后，保持溫度不變，再向密閉容器中通入1mol D組成的氣體，則平衡將______移動(dòng)（填“正向”、“逆向”或“不”），新平衡狀態(tài)時(shí)c（D）為______0.5mol?L^-1 （填“大于”、“小于”或“等于”）．

Answer 1

【答案】分析：分析：本題主要采取把三個(gè)實(shí)驗(yàn)中化學(xué)平衡對(duì)比分析的方法，找到初始態(tài)與平衡態(tài)的不同，從而逐個(gè)分析解決．
解答：解：（1）v（D）==0.005mol?L^-1?min^-1，故答案為：0.005mol?L^-1?min^-1；
（2）實(shí)驗(yàn)I與實(shí)驗(yàn)II相比，反應(yīng)溫度和體積相同，初始量相同，建立的化學(xué)平衡中c（D）也相同，說明兩個(gè)化學(xué)平衡在各組分的量上來說是相同的平衡狀態(tài)，只是到達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)所用時(shí)間不同，時(shí)間越短，化學(xué)反應(yīng)速率越大，即實(shí)驗(yàn)II中的化學(xué)反應(yīng)速率大，可能使用了催化劑，即其隱含條件是使用了催化劑．故答案為：使用（效率更高的）催化劑；
（3）a．c（A）=2c（B），只說明c（A）：c（B）=2：1，無法判斷正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，因此a不正確．
b.2v （D）_正=v （B）_逆說明：v （B）_逆：v （D）_正═2：1不等于對(duì)應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，即正反應(yīng)速率不等于逆反應(yīng)速率，即b不正確．
c．體積不變，氣體的質(zhì)量不變，密度也會(huì)不變，用密度不變無法區(qū)分非平衡狀態(tài)和平衡狀態(tài)，即c不正確．
d．反應(yīng)2A （g）+B （g） 2D （g）是反應(yīng)前后氣體的總物質(zhì)的量不相等的反應(yīng)，當(dāng)體積固定時(shí)，根據(jù)阿伏伽德羅定律可知，溫度、體積相同時(shí)，氣體的物質(zhì)的量之比等于壓強(qiáng)之比，容器內(nèi)氣壓不隨時(shí)間變化，說明氣體的總物質(zhì)的量不再發(fā)生變化，即說明可逆反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)，因此d正確．
故答案為：d；
（4）實(shí)驗(yàn)III與實(shí)驗(yàn) II相比，體積相同，初始量相同，只是溫度不同，達(dá)到平衡時(shí)c（D）不同，可以這樣理解實(shí)驗(yàn)III是實(shí)驗(yàn) II升溫建立的平衡，導(dǎo)致c（D）減下，即升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，因此a＜0．
根據(jù)上面的分析，可以認(rèn)為實(shí)驗(yàn)III是實(shí)驗(yàn) II升溫建立的平衡，升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則實(shí)驗(yàn)III放出的熱量數(shù)值小于實(shí)驗(yàn)II放出的熱量數(shù)值，即Q₃＜Q₂．根據(jù)（2）的分析，實(shí)驗(yàn)I與實(shí)驗(yàn)II的化學(xué)平衡狀態(tài)相同（速率不同），則放出的熱量數(shù)值必然相同，即Q₁=Q₂．故Q₁、Q₂、Q₃按從小到大的順序排列為Q₃＜Q₁=Q₂．
故答案為：＜；Q₃＜Q₁=Q₂；
（5）若實(shí)驗(yàn)I達(dá)到平衡后，保持溫度不變，再向密閉容器中通入1mol D組成的氣體，會(huì)使c（D）增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，建立新的化學(xué)平衡后，新加入的1mol不會(huì)完全轉(zhuǎn)化，因此，達(dá)新平衡后c（D）會(huì)大于原來的0.5mol/L．故答案為：逆向；大于．
點(diǎn)評(píng)：對(duì)比不同的化學(xué)平衡，找出其差異，是解決化學(xué)平衡問題的重要方法，要認(rèn)真反思總結(jié)，把握其思維方法，達(dá)到靈活、快速的程度．