Question

1．將X和Y加入密閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應：X（g）+Y（s）?2Z（g）+W（s）．忽略固體所占體積，平衡時Z的體積分數（%）隨溫度和壓強的變化如表所示．

壓強/MPa 體積分數/% 溫度/℃	1.0	2.0	3.0
810	54.0	a	b
915	c	75.0	d
1000	e	f	85.0

請回答下列問題：
（1）該反應的△S＞（填“＞”、“＜”或“=”，下同）0；△H＞0．
（2）表中該反應的化學平衡常數的值最大時對應的溫度是1000℃；判斷理由是該反應的正反應為吸熱反應，升高溫度平衡正向移動，平衡常數增大．
（3）在915℃、2.0MPa時X的平衡轉化率為60%．
（4）用壓強替代濃度得到的平衡常數叫作壓強平衡常數（K_p）．在810℃、1.0MPa下，Kp=0.634MPa．
（5）能同時提高X的反應速率和轉化率的措施是A．
A．升高溫度   B．增大壓強    C．加催化劑   D分離Z．

Answer 1

分析 （1）正反應為氣體物質的量增大的反應，混亂度增大，則正反應為熵增的反應；
恒溫條件下，隨著壓強增大，平衡逆向移動，Z的體積分數減小，則a＜54，對比壓強為2MPa時，升高溫度，Z的體積分數增大，說明升高溫度平衡向正反應方向進行，則正反應為吸熱反應；
（2）結合（1）中分析可知正反應為吸熱反應，升高溫度，平衡正向移動，平衡常數增大；
（3）假設開始加入1molX，參加反應的X為amol，表示出平衡時各X、Z的物質的量，再根據Z的體積分數列方程計算解答；
（4）物質分壓=混合氣體總壓強×該物質的物質的量分數，結合體積分數計算各X、Z的分壓，K_P是用平衡時各組分壓強代濃度的平衡常數，代入Kp=$\frac{{p}^{2}（Z）}{P（X）}$計算；
（5）升高溫度、增大壓強、使用催化劑等都可以增大反應速率，同時提高X的轉化率，應使平衡向正反應方向移動．

解答 解：（1）正反應為氣體物質的量增大的反應，混亂度增大，則正反應為熵增的反應，即△S＞0，
恒溫條件下，隨著壓強增大，平衡逆向移動，Z的體積分數減小，則a＜54，對比壓強為2MPa時，升高溫度，Z的體積分數增大，說明升高溫度平衡向正反應方向進行，則正反應為吸熱反應，即△H＞0，
故答案為：＞；＞；
（2）結合（1）中分析可知正反應為吸熱反應，升高溫度，平衡正向移動，平衡常數增大，表中該反應的化學平衡常數的值最大時對應的溫度是1000℃，
故答案為：1000℃；該反應的正反應為吸熱反應，升高溫度平衡正向移動，平衡常數增大；
（3）假設開始加入1molX，參加反應的X為amol，則：
          X（g）+Y（s）?2Z（g）+W（s）
開始（mol）：1              0
轉化（mol）：a              2a
平衡（mol）：1-a            2a
所以$\frac{2a}{1-a+2a}$=75%，解得a=0.6
故X的轉化率為$\frac{0.6mol}{1mol}$×100%=60%
故答案為：60%；
（4）在810℃、1.0MPa下，Z的體積分數為54.0%，則P（Z）=1.0MPa×54%=0.54MPa，P（X）=1.0MPa-0.54MPa=0.46MPa，則Kp=$\frac{{p}^{2}（Z）}{P（X）}$=$\frac{（0.54MPa）^{2}}{0.46MPa}$=0.634MPa，
故答案為：0.634MPa；
（5）A．升高溫度，反應速率加快，正反應為吸熱反應，平衡向正反應方向移動，X的轉化率增大，故A正確；
B．增大壓強，反應速率加快，正反應為氣體體積增大的反應，平衡向逆反應移動，X的轉化率減小，故C錯誤；
C．使用催化劑可以加快反應速率，但不影響平衡移動，X的轉化率不變，故C錯誤；
D．分離Z使平衡正向移動，X的轉化率增大，但反應速率減慢，故D錯誤，
故選：A．

點評 本題考查化學平衡有關計算、平衡常數計算、化學平衡影響因素等，（4）中計算物質的分壓是關鍵，題目難度中等．