Question

4．已知2A（g）+B（g）?2C（g）△H=-a kJ/mol（a＞0），在一個(gè)有催化劑的固定容積的容器中加2mol A和1mol B，在500℃時(shí)充分反應(yīng)達(dá)平衡后C的濃度為ω mol/L，放出熱量為b kJ．
（1）比較a＞b（填“＞”“=”或“＜”）．
（2）下表為不同溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)．由此可推知，表中T₁＜T₂（填“＞”“=”或“＜”）．

T/K	T1	T2	T3
K	1.00×107	2.45×105	1.88×103

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，吸收熱量為c kJ，C的濃度=（填“＞”“=”或“＜”）ω mol/L，a、b、c之間滿足何種關(guān)系a=b+c（用代數(shù)式表示）．
（3）在相同條件下要想得到2a kJ熱量，加入各物質(zhì)的物質(zhì)的量可能是D
A.4mol A和2mol B           B.4mol A、2mol B和2mol C
C.4mol A和4mol B            D.6mol A和4mol B
（4）將上述容器改為恒壓容器（反應(yīng)前體積相同），起始時(shí)加入2mol A和1mol B，500℃時(shí)充分反應(yīng)達(dá)平衡后，放出熱量為d kJ，則d＞b（填“＞”“=”或“＜”）
（5）一定溫度下，向一個(gè)容積可變的容器中，通入3mol A和2mol B及固體催化劑，使反應(yīng)，平衡時(shí)容器內(nèi)氣體物質(zhì)的量為起始時(shí)的90%．保持同一反應(yīng)溫度，在相同容器中，將起始物質(zhì)的量改為4mol A、3mol B和2mol C，則平衡時(shí)A的百分含量不變 （填“不變”“變大”“變小”或“無法確定”）．

Answer 1

分析 （1）可逆反應(yīng)不能完全反應(yīng)，參加反應(yīng)的A的物質(zhì)的量小于2mol；
（2）反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高平衡常數(shù)減小，依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析；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，吸收熱量為c kJ，達(dá)到平衡狀態(tài)相同，C的濃度相同；正向進(jìn)行和逆向進(jìn)行的反應(yīng)熱量變化紙盒為反應(yīng)的焓變；
（3）由反應(yīng)方程式可知生成2mol的C時(shí)放熱a kJ，想得到2a kJ熱量，則需生成4molC；由于反應(yīng)是可逆反應(yīng)，不可能完全進(jìn)行到底，所以要得到4molC，A與B物質(zhì)的量必須要多于4mol和2mol；
（4）原平衡隨反應(yīng)進(jìn)行，壓強(qiáng)降低．恒壓容器（反應(yīng)器開始體積相同），相同溫度下起始加入2molA和1molB，等效為在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，據(jù)此判斷；
（5）恒壓容器中通入3molA和2molB及固體催化劑，使之反應(yīng)，平衡時(shí)容器內(nèi)氣體物質(zhì)的量為起始時(shí)的90%．保持同一反應(yīng)溫度，在相同容器中，將起始物質(zhì)的量改為4mol A、3mol B和2mol C，轉(zhuǎn)化為起始量，2A（g）+B（g）?2C（g），相當(dāng)于起始量為6molA和4molB，是原來起始量的2倍，恒壓容器中達(dá)到相同平衡狀態(tài)．

解答 解：（1）在一個(gè)有催化劑的固定容積的容器中加入2mol A和1mol B，在500℃時(shí)充分反應(yīng)達(dá)平衡后C的濃度為ω mol/L，放出熱量為b kJ，反應(yīng)是可逆反應(yīng)，不能進(jìn)行徹底，反應(yīng)放出的熱量小于焓變數(shù)值，a＞b；
故答案為：＞；  
（2）反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高平衡常數(shù)減小，圖表數(shù)據(jù)分析，T₁＜T₂，恒溫恒容下，2molC完全轉(zhuǎn)化到左邊，可得2molA和1molB，故與原平衡為等效平衡，平衡時(shí)C的濃度相同，故c（C）=Wmol•L^-1，同一可逆反應(yīng)，相同溫度下，正、逆反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，但符號(hào)相反，令平衡時(shí)C的物質(zhì)的量為nmol，
對(duì)于反應(yīng)2A（g）+B（g）?2C（g）△H=-akJ•mol^-1，則b=n×$\frac{a}{2}$，
對(duì)于反應(yīng)2C（g）?2A（g）+B（g）△H=akJ•mol^-1，C分解的物質(zhì)的量為（2-n）mol，故c=$\frac{2-n}{2}$×a=1-n×$\frac{a}{2}$，故a=b+c，
故答案為：＜，=，a=b+c；
（3）由反應(yīng)方程式可知生成2mol的C時(shí)放熱a kJ，想得到2a kJ熱量，則需生成4molC；由于反應(yīng)是可逆反應(yīng)，不可能完全進(jìn)行到底，所以要得到4molC，A與B物質(zhì)的量必須要多于4mol和 2mol，故D符合，B選項(xiàng)中既有正反應(yīng)又有逆反應(yīng)，最終放出的熱量小于2akJ，
故答案為：D；
（4）原平衡隨反應(yīng)進(jìn)行，壓強(qiáng)降低．恒壓容器（反應(yīng)器開始體積相同），相同溫度下起始加入2molA和1molB，等效為在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，即向正反應(yīng)移動(dòng)，B的轉(zhuǎn)化率變大，反應(yīng)放出的熱量增大，大于恒容容器中達(dá)到平衡狀態(tài)放出的熱量，d＞b；
故答案為：＞；
（5）恒壓容器中通入3molA和2molB及固體催化劑，使之反應(yīng)，平衡時(shí)容器內(nèi)氣體物質(zhì)的量為起始時(shí)的90%．保持同一反應(yīng)溫度，在相同容器中，將起始物質(zhì)的量改為4mol A、3mol B和2mol C，轉(zhuǎn)化為起始量，2A（g）+B（g）?2C（g），相當(dāng)于起始量為6molA和4molB，是原來起始量的2倍，恒壓容器中達(dá)到相同平衡狀態(tài)，平衡時(shí)A的百分含量不變；
故答案為：不變．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)反應(yīng)速率、平衡標(biāo)志的分析判斷和計(jì)算應(yīng)用，等效平衡的分析，焓變的意義理解是解題關(guān)鍵，題目難度中等．