Question

16．反應(yīng)3A（g）+2B（g）?xC（g）+2D（g）過程中的能量變化如圖所示，回答下列問題．
（1）當(dāng)反應(yīng)達到平衡時，升高溫度，A的轉(zhuǎn)化率減�。ㄌ睢霸龃蟆薄皽p小”或“不變”），原因是反應(yīng)物總能量大于生成物的總能量，則該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以升高溫度，反應(yīng)逆向移動；
（2）反應(yīng)體系中加入催化劑對反應(yīng)熱是否有影響？不影響，若升高溫度反應(yīng)速率增大，E₁的變化是：E₁減小．（填“增大”“減小”或“不變”）．
（3）在一定條件下，將2mol A和2mol B混合于容積為2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：
3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g）．2min末反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，生成0.8mol D，同時測得C 的濃度為0.4mol/L．則此時的平衡常數(shù)為$\frac{1}{2}$；如果增大體系的壓強，則平衡體系中C的體積分數(shù)將不變（填“增大”“減小”或“不 變”）；如果上述反應(yīng)在相同條件下從逆反應(yīng)開始進行，起始時加入C和D各$\frac{4}{3}$mol，要使平衡時各物質(zhì)的體積分數(shù)與原平衡時完全相同，則還應(yīng)加入B（填“A、B、C、D”）物質(zhì)$\frac{4}{3}$mol．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應(yīng)物總能量和生成物總能量的關(guān)系判斷反應(yīng)熱；根據(jù)反應(yīng)熱判斷升高溫度平衡移動；
（2）催化劑對平衡無影響；升高溫度反應(yīng)物的能量增大，則E₁減小；
（3）3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g）
開始  2       2     0       0
轉(zhuǎn)化 1.2      0.4   0.4x   0.8
平衡 0.8      1.6   0.4x   0.8
根據(jù)C的濃度計算x，根據(jù)三段式計算平衡常數(shù)；增大體系的壓強，則平衡向氣體體積減小的方向移動判斷C的體積分數(shù)；由前面計算可知反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，恒溫恒容下，按化學(xué)計量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊，滿足n（A）：n（B）=2mol：2mol=1：1即可，據(jù)此判斷應(yīng)加入的物質(zhì)及該物質(zhì)的量物質(zhì)的量．

解答 解：（1）由圖象可以看出反應(yīng)物總能量大于生成物的總能量，則該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以升高溫度，反應(yīng)逆向移動，則A的轉(zhuǎn)化率減小，故答案為：減小；反應(yīng)物總能量大于生成物的總能量，則該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以升高溫度，反應(yīng)逆向移動；
（2）催化劑能加快反應(yīng)速率但不改變平衡的移動，所以反應(yīng)熱不變，升高溫度反應(yīng)物的能量增大，則E₁減小，故答案為：不影響；減小；
（3）對于反應(yīng) 3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g）
              開始 2               2          0           0
              轉(zhuǎn)化 1.2            0.4      0.4x        0.8
              平衡 0.8             1.6     0.4x        0.8
C 的濃度為0.4mol/L，則$\frac{0.4x}{2}$=0.4mol/L，所以x=2，
則平衡濃度為：c（A）=0.4mol/L，c（B）=0.8mol/L，c（C）=0.4mol/L，c（D）=0.4mol/L
K=$\frac{c{\;}^{2}（C）c{\;}^{2}（D）}{c{\;}^{3}（A）c（B）}$=$\frac{0.4{\;}^{2}×0.4{\;}^{2}}{0.4{\;}^{3}×0.8}$=$\frac{1}{2}$
由x=2，則反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，增大壓強，平衡不移動，則平衡體系中C的體積分數(shù)不變；
如果上述反應(yīng)在相同條件下從逆反應(yīng)開始進行，起始時加入C和D各$\frac{4}{3}$mol，要使平衡時各物質(zhì)的體積分數(shù)與原平衡時完全相同，則為等效平衡，反應(yīng)前后氣體體積不變，按化學(xué)計量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊，滿足n（A）：n（B）=1：1即可．
根據(jù)3A（g）+B（g）?2C（g）+2D（g）可知，C和D各$\frac{4}{3}$mol，轉(zhuǎn)化到左邊可得A、2mol，B、$\frac{2}{3}$mol，需要加入B才能達到相同的平衡狀態(tài)；
B的物質(zhì)的量為nmol，則：2mol：（n+$\frac{2}{3}$）mol=2mol：2mol，解得n=$\frac{4}{3}$；
故答案為：$\frac{1}{2}$；不變；B；$\frac{4}{3}$．

點評 本題考查反應(yīng)熱的判斷、化學(xué)平衡的有關(guān)計算、影響化學(xué)平衡的因素、等效平衡等，難度中等，注意等效平衡規(guī)律的掌握．