Question

2．已知2A₂（g）+B₂（g）?2C₃（g）；△H=-Q₁ kJ/mol（Q₁＞0），在一個有催化劑的固定容積的容器中加入2molA₂和1molB₂，在500℃時充分反應，達平衡后C₃的濃度為w mol•L^-1，放出熱量為Q₂ kJ．
（1）達到平衡時，A₂的轉化率為$\frac{{Q}_{2}}{{Q}_{1}}$．
（2）達到平衡后，若向原容器中通入少量的氬氣，A₂的轉化率將不變（填“增大“、“減小”或“不變”）
（3）若在原來的容器中，只加入2mol C₃，500℃時充分反應達平衡后，吸收熱量Q₃ kJ，C₃濃度=（填＞、=、＜）w mol•L^-1，Q₁、Q₂、Q₃ 之間滿足何種關系Q₁=Q₂+Q₃
（4）能說明該反應已經達到平衡狀態(tài)的是b．
a．v（C₃）=2v （B₂）；           b．容器內壓強保持不變
c．2v_逆（A₂）=v_正（B₂）            d．容器內的密度保持不變
（5）改變某一條件，得到如圖的變化規(guī)律（圖中T表示溫度，n表示物質的量），可得出的結論正確的是ad；
a．反應速率c＞b＞a
b．達到平衡時A₂的轉化率大小為：b＞a＞c
c．T₂＞T₁
d．b點A₂和B₂的物質的量之比為2：1
（6）若將上述容器改為恒壓容器（反應前體積相同），起始時加入2molA₂和l molB₂，500℃時充分反應達平衡后，放出熱量Q₄kJ，則Q₂＜Q₄ （填“＞”、“＜”或“=”）．
（7）下列措施可以同時提高反應速率和B₂的轉化率是（填選項序號）b．
a．選擇適當的催化劑      b．增大壓強
c．及時分離生成的C₃      d．升高溫度．

Answer 1

分析 （1）根據2A₂（g）+B₂（g）?2C₃（g）△H=-Q₁ kJ/mol（Q₁＞0），達平衡后放出熱量為Q₂ kJ，設參加反應的A₂為n mol，則n：2=Q₂：Q₁，解得n=$\frac{2{Q}_{2}}{{Q}_{1}}$，以此計算轉化率；
（2）若向原容器中通入少量的氬氣，體積不變，平衡不移動；
（3）只加入2mol C₃，極限轉化為反應物時，起始量相同，為等效平衡，平衡濃度相同，且兩個過程的總熱量等于熱化學方程式中的熱量；
（4）利用平衡的特征“等、定”及衍生的物理量判定；
（5）a．濃度越大，反應速率越大；
b．一種反應物可促進另一種反應物的轉化；
c．正反應為放熱反應，溫度越低，C₃平衡體積分數越大；
d．b點為平衡點，起始量、轉化量之比相同；
（6）恒壓容器（反應器開始體積相同），相同溫度下起始加入2molA₂和1molB₂，等效為在原平衡的基礎上增大壓強；
（7）同時提高反應速率和B₂的轉化率，溫度、濃度、壓強可增大反應速率，平衡正向移動可增大轉化率，以此來解答．

解答 解：（1）根據2A₂（g）+B₂（g）?2C₃（g）△H=-Q₁ kJ/mol（Q₁＞0），達平衡后放出熱量為Q₂ kJ，設參加反應的A₂為n mol，則n：2=Q₂：Q₁，解得n=$\frac{2{Q}_{2}}{{Q}_{1}}$，達到平衡時，A₂的轉化率為$\frac{\frac{2{Q}_{2}}{{Q}_{1}}}{2}$×100%=$\frac{{Q}_{2}}{{Q}_{1}}$，
故答案為：$\frac{{Q}_{2}}{{Q}_{1}}$；
（2）因為是在恒容的密閉容器中，達到平衡后，若向原容器中通入少量的氬氣，沒有影響體積，所以平衡不移動，A₂的轉化率不變，
故答案為：不變；
（3）根據等效平衡的理論，只加入2mol C₃，相當于加入2 molA₂和1 molB₂，所以C₃濃度=w mol•L^-1，Q₁、Q₂、Q₃ 之間的關系為Q₁=Q₂+Q₃，
故答案為：=；Q₁=Q₂+Q₃；
（4）在一定條件下，當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），反應體系中各種物質的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學平衡狀態(tài)．
a．v（C₃）=2 v （B₂）沒有標注正逆反應，故a錯誤；
b．反應是氣體壓強減小的反應，平衡狀態(tài)容器內壓強保持不變，說明反應達到平衡，故b正確；
c．依據反應速率之比等于化學方程式的系數之比可知，v_逆（A₂）=2v_正（B₂），說明v_逆（A₂）=v_正（A₂），故c錯誤；
d．密度是混合氣的質量和容器容積的比值，在反應過程中質量和容積始終是不變的，即反應過程和平衡狀態(tài)容器內的密度保持不變，故d錯誤，
故答案為：b；
（5）a．增大B₂的濃度，反應速率增大，故a正確；
b．B₂促進A₂的轉化，由圖可知，達到平衡時A₂的轉化率大小為：c＞b＞a，故b錯誤；
c．正反應是放熱反應，升高溫度反應速率增大，但平衡向逆反應方向移動，故c錯誤； 
d．按系數比加入各反應物，按系數比消耗各物質，所以平衡時仍為2：1，故d正確；
故答案為：ad；
（6）原平衡隨反應進行，壓強降低．恒壓容器（反應器開始體積相同），相同溫度下起始加入2molA₂和1molB₂，等效為在原平衡的基礎上增大壓強，平衡向氣體體積減小的方向移動，即向正反應移動，則Q₂＜Q₄，
故答案為：＜；
（7）a．催化劑只能加快化學速率，不能改變平衡狀態(tài)，不符合，故a不選；
b．增大壓強，平衡向正反應方向移動，符合，故b選；
c．及時分離生成的C₃，化學反應速率減慢，不符合，故c不選；
d．升高溫度，平衡逆向移動，不符合，故d不選；
故答案為：b．

點評 本題考查化學平衡的計算及平衡移動，為高頻考點，把握反應中熱量變化、轉化率計算、平衡移動及平衡判定為解答的關鍵，側重分析與應用能力的考查，綜合性較強，題目難度不大．