Question

9．已知2A₂（g）+B₂（g）?2C（g）；△H=-a kJ/mol（a＞0），在一個(gè)有催化劑的2L容積的固定容器中加入2mol A₂和1mol B₂，在500℃時(shí)充分反應(yīng)5min后達(dá)平衡后，共放出熱量b kJ．請(qǐng)回答下列問題：
（1）用A表示反應(yīng)在前5min的速率$\frac{5a}$mol/（L•min）（用含a和b的式子表示）
（2）若在原來的容器中，只加入2mol C，500℃時(shí)充分反應(yīng)達(dá)平衡后，吸收熱量ckJ，a、b、c之間滿足何種關(guān)系b+c=a（用代數(shù)式表示）．
（3）能說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是bc填序號(hào)，有一個(gè)或多個(gè)選項(xiàng)符合題意，下同）．
a、v（C）=2v（B₂）                    b、容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變
c、v_逆（A₂）=2v_正（B₂）               d、容器內(nèi)的氣體密度保持不變
（4）為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是c．
a、及時(shí)分離出C氣體    b、適當(dāng)升高溫度；  c、增大B₂的濃度     d、選擇高效的催化劑
（5）若其他條件不變，反應(yīng)在500℃時(shí)達(dá)到平衡后，向容器中加入一定量的C（g），重新達(dá)到平衡后，A₂的體積分?jǐn)?shù)與原平衡相比減�。ㄌ睢霸龃蟆�、“減小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應(yīng)2A₂（g）+B₂（g）?2C（g）；△H=-a kJ/mol（a＞0），及放出熱量b kJ可計(jì)算出參加反應(yīng)的A的物質(zhì)的量，根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算；
（2）相同條件下，2mol C₃達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，與加入2mol A₂和1mol B₂達(dá)建立完全相同的平衡狀態(tài)，即從化學(xué)平衡狀態(tài)到完全反應(yīng)生成2molC₃，放出熱量為c kJ，據(jù)此判斷；
（3）可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中各物質(zhì)物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、百分含量都不變，以及由此引起的一系列物理量不變；
（4）該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積減小的放熱反應(yīng)，為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，應(yīng)該采用增大反應(yīng)物濃度方法；
（5）若其他條件不變，反應(yīng)在500℃時(shí)達(dá)到平衡后，向容器中加入一定量的C（g），可以設(shè)計(jì)成先將C在另一容器中保持與原平衡等壓的條件下建立平衡，然后再將建立的平衡在原容器體積不變的情況下加入原平衡體系，此時(shí)相當(dāng)于對(duì)原平衡體系加壓，據(jù)此判斷；

解答 解：（1）根據(jù)反應(yīng)2A₂（g）+B₂（g）?2C（g）；△H=-a kJ/mol（a＞0），當(dāng)放出熱量b kJ時(shí)，則有$\frac{2b}{a}$mol的A參加反應(yīng)，所以在前5minA的速率為$\frac{\frac{\frac{2b}{a}mol}{2L}}{5min}$mol/（L•min）=$\frac{5a}$mol/（L•min），
故答案為：$\frac{5a}$；
（2）相同條件下，2mol C₃達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，與加入2mol A₂和1mol B₂建立完全相同的平衡狀態(tài)，即等效平衡，C₃=w mol/L，即從化學(xué)平衡狀態(tài)到完全反應(yīng)生成2molC，放出熱量為c kJ，由于等效平衡的正逆反應(yīng)轉(zhuǎn)化率之和等于1，則b+c=a，
故答案為：b+c=a；
（3）a、V（C₃）=2V（B₂）時(shí)，該反應(yīng)可能達(dá)到平衡狀態(tài)也可能沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，與反應(yīng)初始濃度及轉(zhuǎn)化率有關(guān)，不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；  
b、該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積減小的可逆反應(yīng)，當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確；
c、V逆（A₂）=2V正（B₂）=V正（A₂），同一物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率相等，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確；
d、混合氣體遵循質(zhì)量守恒定律，則反應(yīng)前后混合氣體質(zhì)量不變，容器體積不變，則容器內(nèi)的密度保持不變，不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；
故選bc；
（4）a、及時(shí)分離出C₃氣體，平衡正向移動(dòng)，但反應(yīng)速率減小，故錯(cuò)誤；  
b、適當(dāng)升高溫度反應(yīng)速率增大但平衡逆向移動(dòng)，故錯(cuò)誤；  
c、增大B₂的濃度，平衡正向移動(dòng)且反應(yīng)速率增大，故正確； 
d、選擇高效的催化劑，反應(yīng)速率增大但平衡不移動(dòng)，故錯(cuò)誤；
故選c；
（5）若其他條件不變，反應(yīng)在500℃時(shí)達(dá)到平衡后，向容器中加入一定量的C（g），可以設(shè)計(jì)成先將C在另一容器中保持與原平衡等壓的條件下建立平衡，然后再將建立的平衡在原容器體積不變的情況下加入原平衡體系，此時(shí)相當(dāng)于對(duì)原平衡體系加壓，則平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以A的體積分?jǐn)?shù)減小，
故答案為：減�。�

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡影響因素、化學(xué)反應(yīng)速率影響因素、平衡狀態(tài)判斷等知識(shí)點(diǎn)，為高頻考點(diǎn)，注意：催化劑只影響反應(yīng)速率不影響平衡移動(dòng)，只有反應(yīng)前后改變的物理量不變時(shí)可逆反應(yīng)才能達(dá)到平衡狀態(tài)，為易錯(cuò)點(diǎn)．