Question

20．已知2A₂（g）+B₂（g）?2C₃（g）；△H=-Q₁kJ/mol（Q₁＞0），在一個(gè)有催化劑的固定容積的容器中加入2molA₂和1molB₂，在500℃時(shí)充分反應(yīng)，達(dá)平衡后C₃的濃度為w mol•L^-1，放出熱量為Q₂kJ．
（1）達(dá)到平衡時(shí)，A₂的轉(zhuǎn)化率為$\frac{{Q}_{2}}{{Q}_{1}}$．
（2）達(dá)到平衡后，若向原容器中通入少量的氬氣，A₂的轉(zhuǎn)化率將不變（填“增大“、“減小”或“不變”）
（3）若在原來(lái)的容器中，只加入2mol C₃，500℃時(shí)充分反應(yīng)達(dá)平衡后，吸收熱量Q₃kJ，C₃濃度=（填＞、=、＜）w mol•L^-1，Q₁、Q₂、Q₃之間滿(mǎn)足何種關(guān)系Q₁=Q₂+Q₃
（4）能說(shuō)明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是b．
a．v（C₃）=2v （B₂）；         b．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
c．2v逆（A₂）=v_正（B₂）         d．容器內(nèi)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(zhì)的量），可得出的結(jié)論正確的是ad；
a．反應(yīng)速率c＞b＞a       b．達(dá)到平衡時(shí)A₂的轉(zhuǎn)化率大小為：b＞a＞c
c．T₂＞T₁ d．b點(diǎn)A₂和B₂的物質(zhì)的量之比為2：1
（6）若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2molA₂和l molB₂，500℃時(shí)充分反應(yīng)達(dá)平衡后，放出熱量Q₄kJ，則Q₂＜ Q₄（填“＞”、“＜”或“=”）．
（7）下列措施可以同時(shí)提高反應(yīng)速率和B₂的轉(zhuǎn)化率是（填選項(xiàng)序號(hào)）b．
a．選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎?nbsp;  b．增大壓強(qiáng)  c．及時(shí)分離生成的C₃   d．升高溫度．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)放出的熱量計(jì)算轉(zhuǎn)化的A₂的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算A₂的轉(zhuǎn)化率；
（2）達(dá)到平衡后，若向原容器中通入少量的氬氣，恒溫恒容下，各組分的濃度不變，平衡不移動(dòng)；
（3）開(kāi)始通入2molC₃等效為開(kāi)始通入2molA₂和1molB₂，平衡時(shí)相同組分的物質(zhì)的量相等，相同組分的濃度相等，假設(shè)平衡時(shí)C₃的物質(zhì)的量為xmol，根據(jù)轉(zhuǎn)化的C₃計(jì)算熱量，可得Q₁、Q₂、Q₃之間關(guān)系；
（4）可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，同種物質(zhì)的正逆速率相等，各組分的濃度、含量保持不變，由此衍生的其它一些量不變，判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不變化說(shuō)明到達(dá)平衡；
（5）a．B₂的物質(zhì)的量濃度越大反應(yīng)速率越快；
b．B₂的物質(zhì)的量越大，A₂的轉(zhuǎn)化率越大；
c．正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，在B₂相同時(shí)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，C₃平衡時(shí)的體積分?jǐn)?shù)減�。�
d．當(dāng)A₂和B₂的起始物質(zhì)的量之比為2：1時(shí)C₃體積體積分?jǐn)?shù)最大；
（6）恒溫恒容下，隨反應(yīng)進(jìn)行壓強(qiáng)減小，若將上述容器改為恒壓容器，等效在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)；
（7）a．選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎�，不影響平衡移�?dòng)；
b．增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；
c．及時(shí)分離生成的C₃，反應(yīng)速率減��；
d．升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)．

解答 解：（1）由2A₂（g）+B₂（g）?2C₃（g），△H=-Q₁ kJ/mol（Q₁＞0），放出熱量為Q₂ kJ，則轉(zhuǎn)化的A₂的物質(zhì)的量為2mol×$\frac{{Q}_{2}}{{Q}_{1}}$，A₂的起始物質(zhì)的量為2mol，則故A₂的轉(zhuǎn)化率為$\frac{{Q}_{2}}{{Q}_{1}}$，
故答案為：$\frac{{Q}_{2}}{{Q}_{1}}$；
（2）達(dá)到平衡后，若向原容器中通入少量的氬氣，恒溫恒容下，各組分的濃度不變，平衡不移動(dòng)，A₂的轉(zhuǎn)化率不變，
故答案為：不變；
（3）開(kāi)始通入2molC₃等效為開(kāi)始通入2molA₂和1molB₂，平衡時(shí)相同組分的物質(zhì)的量相等，相同組分的濃度相等；
假設(shè)平衡時(shí)C₃的物質(zhì)的量為xmol，原平衡時(shí)中Q₂ kJ=xmol×$\frac{1}{2}$×Q₁ kJ/mol，開(kāi)始通入2molC₃時(shí)，Q₃kJ=（2-x）mol×$\frac{1}{2}$×Q₁ kJ/mol，故Q₁=Q₂+Q₃，
故答案為：=；Q₁=Q₂+Q₃；
（4）a．v（C₃）=2v （B₂），未指明正逆速率，不能確定是否到達(dá)平衡，若分別為正逆速率，則到達(dá)平衡，若均為正反應(yīng)速率，始終按該比例關(guān)系進(jìn)行，故a錯(cuò)誤；
b．隨反應(yīng)進(jìn)行，混合氣體物質(zhì)的量發(fā)生變化，恒溫恒容下，容器內(nèi)壓強(qiáng)發(fā)生變化，但容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變，說(shuō)明到達(dá)平衡，故b正確；
c．應(yīng)是v_逆（A₂）=2v_正（B₂）時(shí)達(dá)平衡狀態(tài)，故c錯(cuò)誤；
d．混合氣體總質(zhì)量不變，容器容積不變，容器內(nèi)的混合氣體密度始終保持不變，故d錯(cuò)誤；
故選：b；
（5）a．B₂的物質(zhì)的量濃度越大反應(yīng)速率越快，故反應(yīng)速率c＞b＞a，故a正確；
b．B₂的物質(zhì)的量越大，A₂的轉(zhuǎn)化率越大，則A₂的轉(zhuǎn)化率c＞b＞a，故b錯(cuò)誤；
c．正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，在B₂相同時(shí)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，C₃平衡時(shí)的體積分?jǐn)?shù)減小，故溫度的T₂＜T₁，故c錯(cuò)誤；
d．當(dāng)A₂和B₂的起始物質(zhì)的量之比為2：1時(shí)C₃體積體積分?jǐn)?shù)最大，故d正確，
故選：ad；
（6）恒溫恒容下，隨反應(yīng)進(jìn)行壓強(qiáng)減小，若將上述容器改為恒壓容器，等效在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，則Q₂＜Q₄，
故答案為：＜；
（7）a．選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎�，加快反�?yīng)速率，但平衡不移動(dòng)，B₂的轉(zhuǎn)化率不變；故a錯(cuò)誤；
b．增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，B₂的轉(zhuǎn)化率增大，故b正確；
c．及時(shí)分離生成的C₃，平衡正向移動(dòng)，B₂的轉(zhuǎn)化率增大，但反應(yīng)速率減小，故c錯(cuò)誤；
d．升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，B₂的轉(zhuǎn)化率減小，故d錯(cuò)誤；
故選：b．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算及影響因素、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷等知識(shí)，注意判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不變化說(shuō)明到達(dá)平衡，注意（3）中熱量規(guī)律問(wèn)題，難度中等．