Question

7．已知A_（g）+B_（g）?C_（g）+D_（g）反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下：

|溫度/℃	700	900	830	1000	1200
平衡常數(shù)	1.7	1.1	1.0	0.6	0.4

回答下列問題：
（1）該反應(yīng)的△H＜0（填“＜”“＞”“=”）；
（2）830℃時(shí)，向一個(gè)5L的密閉容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反應(yīng)初始6s內(nèi)A的平均反應(yīng)速率v（A）=0.003mol•L^-1•s^-1．，則6s時(shí)c（A）=0.022 mol•L^-1，
n（C）=0.09mol；若反應(yīng)經(jīng)一段時(shí)間后，達(dá)到平衡后，如果這時(shí)再向該密閉容器中再充入1mol氬氣，平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率α（A）=80%；
（3）判斷該反應(yīng)是否達(dá)到平衡的依據(jù)為c：
a．壓強(qiáng)不隨時(shí)間改變     b．氣體的密度不隨時(shí)間改變
c．c（A）不隨時(shí)問改變     d．單位時(shí)間里生成c和D的物質(zhì)的量相等
（4）1200℃時(shí)反應(yīng)C_（g）+D_（g）?A_（g）+B_（g）的平衡常數(shù)的k=2.5．

Answer 1

分析 （1）△H＜0為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡向吸熱的方向移動(dòng)，由表格可知，溫度升高，化學(xué)平衡常數(shù)減小，平衡逆向移動(dòng)；
（2）根據(jù)△c=v△t計(jì)算△c（A），A的起始濃度-△c（A）=6s時(shí)c（A）；
根據(jù)△n=△cV計(jì)算△n（A），再根據(jù)方程式計(jì)算C的物質(zhì)的量；
設(shè)平衡時(shí)A的濃度變化量為x，利用三段式表示平衡時(shí)各組分的平衡濃度，代入平衡常數(shù)列方程計(jì)算x的值，再根據(jù)轉(zhuǎn)化率定義計(jì)算；
體積不變，充入1mol氬氣，反應(yīng)混合物各組分的濃度不變，變化不移動(dòng)，A的轉(zhuǎn)化率不變；
（3）根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征解答，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時(shí)要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生變化，當(dāng)該物理量由變化到定值時(shí)，說明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)；
（4）該反應(yīng)C（g）+D（g）?A（g）+B（g）與A（g）+B（g）?C（g）+D（g）相反，則平衡常數(shù)互為倒數(shù)．

解答 解：（1）化學(xué)平衡常數(shù)為生成物濃度系數(shù)次冪的乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪乘積的比值，由表格可知，溫度升高，化學(xué)平衡常數(shù)減小，平衡逆向移動(dòng)，溫度升高，平衡向吸熱的方向移動(dòng)，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放熱反應(yīng)△H＜0，
故答案為：＜；
（2）反應(yīng)初始6s內(nèi)A的平均反應(yīng)速率v（A）=0.003mol•L^-1•s^-1，則6s內(nèi)△c（A）=0.003mol•L^-1•s^-1×6s=0.018mol/L，A的起始濃度為$\frac{0.2mol}{5L}$=0.04mol/L，故6s時(shí)時(shí)c（A）=0.04mol/L-0.018mol/L=0.022mol/L，故6s內(nèi)△n（A）=0.018mol/L×5L=0.09mol，由方程式可知n（C）=△n（A）=0.09mol，
設(shè)平衡時(shí)A的濃度變化量為x，則：
                        A（g）+B（g）?C（g）+D（g）
開始（mol/L）：0.04    0.16         0           0
變化（mol/L）：x             x           x          x
平衡（mol/L）：0.04-x     0.16-x    x          x
故$\frac{{x}^{2}}{（0.04-x）（0.16-x）}$=1，解得x=0.032
所以平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.032mol/L}{0.04mol/L}$×100%=80%，
體積不變，充入1mol氬氣，反應(yīng)混合物各組分的濃度不變，變化不移動(dòng)，A的轉(zhuǎn)化率不變?yōu)?0%，
故答案為：0.022；0.09；80%；
（3）a．該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，壓強(qiáng)始終不變，故壓強(qiáng)不隨時(shí)間改變，不能說明到達(dá)平衡，故a錯(cuò)誤；
b．混合氣體的總質(zhì)量不變，容器的容積不變，故混合氣體的密度始終不變，故氣體的密度不隨時(shí)間改變，不能說明到達(dá)平衡，故b錯(cuò)誤；
c．可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，各組分的濃度不發(fā)生變化，故c（A）不隨時(shí)間改變，說明到達(dá)平衡，故c正確；
d．單位時(shí)間里生成C和D的物質(zhì)的量相等，都表示正反應(yīng)速率，反應(yīng)始終按1：1生成C、D的物質(zhì)的量，不能說明到達(dá)平衡，故d錯(cuò)誤；
故答案為：c；
（4）同一反應(yīng)在相同溫度下，正、逆反應(yīng)方向的平衡常數(shù)互為倒數(shù)，1200℃時(shí)反應(yīng)A（g）+B（g）?C（g）+D（g）的平衡常數(shù)值為0.4，所以1200℃時(shí)反應(yīng)C（g）+D（g）?A（g）+B（g）的平衡常數(shù)的值為$\frac{1}{0.4}$=2.5，
故答案為：2.5．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算、平衡常數(shù)計(jì)算、化學(xué)反應(yīng)速率、平衡狀態(tài)判斷等知識(shí)，題目難度中等，注意化學(xué)平衡狀態(tài)判斷，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生變化，當(dāng)該物理量由變化到定值時(shí)，說明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)，注意溫度不變時(shí)，平衡常數(shù)不變，化學(xué)方程式相反時(shí)，平衡常數(shù)互為倒數(shù)．