Question

7．在一定條件1L和2L的甲、乙兩密閉容器內(nèi)同時(shí)充入2molA和2molB的混合氣體，發(fā)生如下反應(yīng)：2A（g）+B（g）?xC（g）△H=QkJ•mol^-1，保持甲、乙兩容器溫度不變且相同，兩容器中有關(guān)A的量隨時(shí)間的變化如圖：

（1）根據(jù)上述圖象判斷，x=3（填“＞”“=”或“＜”）．寫出反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：K=$\frac{{c}^{3}（C）}{{c}^{2}（A）×c（B）}$，已知溫度升高時(shí)，K值減小，則Q＜0（填“＞”“=”或“＜”）．
（2）用B物質(zhì)表示從0～3min內(nèi)乙容器中反應(yīng)的平均速率v（B）=0.083mol/（L．min）．（結(jié)果保留三位小數(shù)）
（3）能說(shuō)明甲容器中反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是bc（填編號(hào)）
a.2n（A）=n（B）=x•n（C）
b．c（A）、c（B）、c（C）保持一個(gè)定值
c．x•v_逆（B）=v_正（C）
d．甲容器中氣體的密度保持不變
（4）甲、乙兩容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)所耗時(shí)間相同，原因可能是乙中使用催化劑．

Answer 1

分析 （1）開始時(shí)甲中相同物質(zhì)的濃度為乙中2倍，甲中平衡等效為在乙平衡基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，由圖可知，平衡時(shí)甲容器內(nèi)A為1mol/L×1L=1mol，乙容器內(nèi)A為1mol，甲、乙中A的轉(zhuǎn)化率相等，平衡不移動(dòng)，則x=3；
化學(xué)平衡常數(shù)是指：一定溫度下，可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，生成物的濃度系數(shù)次冪之積與反應(yīng)物的濃度系數(shù)次冪之積的比，固體、純液體不需要在化學(xué)平衡常數(shù)中寫出；
已知溫度升高時(shí)，K值減小，說(shuō)明升高溫度平衡逆向移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
（2）0-3min內(nèi)乙容器中轉(zhuǎn)化的A為2mol-1mol=1mol，由方程式可知轉(zhuǎn)化的B為1mol×$\frac{1}{2}$=0.5mol，再根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算；
（3）可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，同種物質(zhì)的正逆速率相等且保持不變，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(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不再變化說(shuō)明到達(dá)平衡；
（4）溫度相同，甲中壓強(qiáng)較大，到達(dá)平衡時(shí)間相等，可能是乙中使用催化劑．

解答 解：（1）開始時(shí)甲中相同物質(zhì)的濃度為乙中2倍，甲中平衡等效為在乙平衡基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，由圖可知，平衡時(shí)甲容器內(nèi)A為1mol/L×1L=1mol，乙容器內(nèi)A為1mol，甲、乙中A的轉(zhuǎn)化率相等，平衡不移動(dòng)，反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，則x=2+1=3；
2A（g）+B（g）?3C（g）化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{{c}^{3}（C）}{{c}^{2}（A）×c（B）}$；
已知溫度升高時(shí)，K值減小，說(shuō)明升高溫度平衡逆向移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故Q＜0，
故答案為：=；$\frac{{c}^{3}（C）}{{c}^{2}（A）×c（B）}$；＜；
（2）0-3min內(nèi)乙容器中轉(zhuǎn)化的A為2mol-1mol=1mol，由方程式可知轉(zhuǎn)化的B為1mol×$\frac{1}{2}$=0.5mol，則v（B）=$\frac{\frac{0.5mol}{2L}}{3min}$=0.083mol/（L．min），
故答案為：0.083mol/（L．min）；
（3）a．可逆反應(yīng)到達(dá)平衡是，各組分物質(zhì)的量關(guān)系與起始投入量及轉(zhuǎn)化率有關(guān)，故a錯(cuò)誤；
b．可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，各組分濃度保持不變，c（A）、c（B）、c（C）保持一個(gè)定值，說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)平衡，故b正確；
c．由方程式可知x•v_正（B）=v_正（C），由于x•v_逆（B）=v_正（C），則v_逆（B）=v_正（ B），反應(yīng)到達(dá)平衡，故c正確；
d．混合氣體總質(zhì)量不變，容器容積不變，混合氣體密度為定值，甲容器中氣體的密度保持不變，不能說(shuō)明到達(dá)平衡，故d錯(cuò)誤，
故選：bc；
（4）溫度相同，甲中壓強(qiáng)較大，到達(dá)平衡時(shí)間相等，可能是乙中使用催化劑，
故答案為：乙中使用催化劑．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算與影響因素、化學(xué)平衡圖象、平衡常數(shù)、平衡狀態(tài)判斷等，側(cè)重考查學(xué)生分析推理能力，關(guān)鍵是根據(jù)圖象分析A、B中平衡為等效平衡．