Question

1．在1.0L密閉容器中放入1.0molX（g），在一定溫度進(jìn)行如下反應(yīng)：X（g）?Y（g）+Z（g）△H=akJ．mol^-1反應(yīng)時(shí)間（t）與容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)（p）的數(shù)據(jù)見下表：

時(shí)間t/h	0	1	2	4	8	16
總壓強(qiáng)p/100kPa	4.00	4.20	4.50	5.20	6.00	6.00

回答下列問題：
（1）實(shí)驗(yàn)測得，隨溫度的升高反應(yīng)的平衡常數(shù)K增大，則△H＞0（填＞、＜或=）
（2）其他條件不變時(shí)，為使平衡向右移動(dòng)，采用的下列措施可行的是BD．
A．縮小容器容積    B．及時(shí)分離出Y、Z    C．使用合理的催化劑  D．升高體系溫度
（3）計(jì)算平衡時(shí)X的轉(zhuǎn)化率為50%，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)值為：0.5．
（4）由總壓強(qiáng)p和起始?jí)簭?qiáng)p_o表示反應(yīng)體系的總物質(zhì)的量n（總）和反應(yīng)物X的物質(zhì)的量n（X），則n（總）=$\frac{p}{{p}_{0}}$mol，n（X）=（2-$\frac{p}{{p}_{0}}$）mol，反應(yīng)物X的轉(zhuǎn)化率a（X）的表達(dá)式為（$\frac{p}{{p}_{0}}$-1）×100%．

Answer 1

分析 （1）隨溫度的升高反應(yīng)的平衡常數(shù)K增大，說明升高溫度平衡正向移動(dòng)，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；
（2）A．縮小容器容積，壓強(qiáng)增大，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)；
B．及時(shí)分離出Y、Z，平衡向生成Y、Z的方向移動(dòng)；
C．使用合理的催化劑，不影響平衡移動(dòng)；
D．升高體系溫度，平衡向吸熱反應(yīng)移動(dòng)；
（3）8h到達(dá)平衡，平衡時(shí)混合氣體總物質(zhì)的量為1mol×$\frac{600kPa}{400kPa}$=1.5mol，則：
            X（g）?Y（g）+Z（g）
起始量（mol）：1       0     0
變化量（mol）：a       a     a
平衡量（mol）：1-a     a     a
故1-a+a+a=1.5，解得a=0.5，
X轉(zhuǎn)化率=$\frac{參加反應(yīng)X物質(zhì)的量}{X起始物質(zhì)的量}$×100%，平衡常數(shù)K=$\frac{c（Y）×c（Z）}{c（X）}$；
（4）恒溫恒容下，壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比；利用物質(zhì)的量差量計(jì)算參加反應(yīng)X的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算X轉(zhuǎn)化率．

解答 解：（1）隨溫度的升高反應(yīng)的平衡常數(shù)K增大，說明升高溫度平衡正向移動(dòng)，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故△H＞0，故答案為：＞；
（2）A．正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，縮小容器容積，壓強(qiáng)增大，平衡逆向移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；
B．及時(shí)分離出Y、Z，平衡向生成Y、Z的方向移動(dòng)，即平衡正向移動(dòng)，故B正確；
C．使用合理的催化劑，可以加快反應(yīng)速率，但不影響平衡移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；
D．正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高體系溫度，平衡正向移動(dòng)，故D正確，
故選：BD；
（3）8h到達(dá)平衡，平衡時(shí)混合氣體總物質(zhì)的量為1mol×$\frac{600kPa}{400kPa}$=1.5mol，則：
            X（g）?Y（g）+Z（g）
起始量（mol）：1      0      0
變化量（mol）：a      a      a
平衡量（mol）：1-a    a      a
故1-a+a+a=1.5，解得a=0.5，
X轉(zhuǎn)化率=$\frac{0.5mol}{1mol}$×100%=50%，容器容積為1L，平衡常數(shù)K=$\frac{c（Y）×c（Z）}{c（X）}$=$\frac{0.5×0.5}{0.5}$=0.5，
故答案為：50%；0.5；
（4）恒溫恒容下，壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比，則n（總）=1mol×$\frac{p}{{p}_{0}}$=$\frac{p}{{p}_{0}}$mol，
混合氣體物質(zhì)的量增大$\frac{p}{{p}_{0}}$mol-1mol=（$\frac{p}{{p}_{0}}$-1）mol，
X（g）?Y（g）+Z（g）物質(zhì)的量增大
1                     1
（$\frac{p}{{p}_{0}}$-1）mol           （$\frac{p}{{p}_{0}}$-1）mol
故平衡時(shí)n（X）=1mol-（$\frac{p}{{p}_{0}}$-1）mol=（2-$\frac{p}{{p}_{0}}$）mol，
X轉(zhuǎn)化率為$\frac{（\frac{p}{{p}_{0}}-1）mol}{1mol}$×100%=（$\frac{p}{{p}_{0}}$-1）×100%，
故答案為：$\frac{p}{{p}_{0}}$；（2-$\frac{p}{{p}_{0}}$）；（$\frac{p}{{p}_{0}}$-1）×100%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算與影響因素、平衡常數(shù)及影響因素等，（3）（4）中計(jì)算關(guān)鍵是明確恒溫恒容下壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比．