Question

6．已知2A₂（g）+B₂（g）?2C₃（g）；△H=-a kJ/mol（a＞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(yīng)達平衡后C₃的濃度為wmol/L，放出熱量bkJ．
（1）比較a＞b（填＞、=、＜）
（2）下表為不同溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)．

T/K	T1	T2	T3
K	1.00×107	2.54×105	1.88×103

若在原來的容器中，只加入2molC₃，500℃時充分反應(yīng)達平衡后，吸收熱量ckJ，C₃的濃度=（填＞、=、＜）wmol/L，a、b、c之間滿足何種關(guān)系a=b+c（用代數(shù)式表示）．
（3）為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動的是C．
A．及時分離出C₃氣體       B．適當(dāng)升高溫度
C．增大B₂的濃度          D．選擇高效的催化劑
（4）若將上述容器改為恒壓容器（反應(yīng)前體積相同），起始時加入2molA₂和1molB₂，500℃時充分反應(yīng)達平衡后，放出熱量dkJ，則d＞b（填＞、=、＜）．
（5）在一定溫度下，向一個容積不變的容器中，通入3molA₂ 和2molB₂及固體催化劑，使之反應(yīng)，平衡時容器內(nèi)氣體壓強為起始時的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4molA₂、3molB₂、2molC₃，則平衡時A₂的轉(zhuǎn)化率變大（填“不變”、“變大”、“變小”或“不能確定”）
（6）碳酸鍶廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)．以天青石（主要成分為SrSO₄）為基本原料制備碳酸鍶．（已知：K_sp（SrSO₄）=3.2×10^-7，K_sp（SrCO₃）=1.1×10^-10．）
①將天青石礦粉與Na₂CO₃溶液攪拌混勻、加熱，發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為：SrSO₄+CO₃^2-═SrCO₃+SO₄^2-．
②當(dāng)轉(zhuǎn)化完成時，混合液中c（CO₃^2-）=1.0×10^-3mol/L，c（SO₄^2-）=2.91mol/L．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)可逆反應(yīng)沒有完全進行，即釋放的熱量小于完全反應(yīng)釋放的熱量分析；
（2）兩個反應(yīng)為等效平衡，達到平衡時各組分的物質(zhì)的量濃度相等；相同條件下，2molC₃達到平衡狀態(tài)時，與加入2mol A₂和1mol B₂達建立完全相同的平衡狀態(tài)，即從化學(xué)平衡狀態(tài)到完全反應(yīng)生成2molC₃，放出熱量為c kJ，據(jù)此判斷；
（3）為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動，依據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的因素分析判斷；
（4）恒溫恒容下，正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，平衡時壓強減小，若將上述容器改為恒壓容器（反應(yīng)前體積相同），起始時加入2mol A₂和1mol B₂，等效為在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大；
（5）保持同一反應(yīng)溫度，在相同容器中，將起始物質(zhì)改為4mol A₂、2mol B₂，等效為在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強；
（6）①根據(jù)K_sp（SrCO₃）小于K_sp（SrSO₄），則天青石礦粉與Na₂CO₃溶液攪拌混勻、加熱發(fā)生反應(yīng)生成SrCO₃和硫酸鈉；
②當(dāng)轉(zhuǎn)化完成時，根據(jù)Ksp（SrCO₃）計算c（Sr²⁺），再根據(jù)Ksp（SrSO₄）計算c（SO₄^2-）．

解答 解：（1）熱化學(xué)方程式表達的意義為：當(dāng)2mol A₂和1mol B₂完全反應(yīng)時，放出熱量為akJ，而加入2mol A₂和1mol B₂達到平衡時，可逆反應(yīng)沒有完全進行，即釋放的熱量小于完全反應(yīng)釋放的熱量，即b＜a，
故答案為：＞；
（2）相同條件下，2molC₃達到平衡狀態(tài)時，與加入2mol A₂和1mol B₂達建立完全相同的平衡狀態(tài)，所以C₃的濃度等于wmol•L^-1；即從化學(xué)平衡狀態(tài)到完全反應(yīng)生成2molC₃，放出熱量為c kJ，則：b+c=a，故答案為：=；a=b+c；
（3）已知2A₂（g）+B₂（g）?2C₃（g）；△H=-a kJ/mol（a＞0），反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，依據(jù)平衡移動原理分析，反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動；
A．及時分離出C₃氣體，反應(yīng)正向進行，但反應(yīng)速率減小，故A不符合；
B．適當(dāng)升高溫度，加快反應(yīng)速率，但平衡逆向進行，故B不符合；
C．增大B₂的濃度，平衡正向進行，反應(yīng)速率增大，故C符合；
D．選擇高效催化劑，增大反應(yīng)速率，但不改變平衡，故D不符合；
故答案為：C；
（4）恒溫恒容下，正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，平衡時壓強減小，若將上述容器改為恒壓容器（反應(yīng)前體積相同），起始時加入2mol A₂和1mol B₂，等效為在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大，生成C₃比恒容時多，則放出的熱量也多，故d＞b，
故答案為：＞；
（5）保持同一反應(yīng)溫度，在相同容器中，將起始物質(zhì)改為4mol A₂、2mol B₂，等效為在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強，平衡正向移動，則平衡時A₂的轉(zhuǎn)化率變大，
故答案為：變大；
（6）①由K_sp（SrCO₃）小于K_sp（SrSO₄），則天青石礦粉與Na₂CO₃溶液攪拌混勻、加熱發(fā)生反應(yīng)生成SrCO₃和硫酸鈉，離子方程式為：SrSO₄+CO₃^2-═SrCO₃+SO₄^2-；故答案為：SrSO₄+CO₃^2-═SrCO₃+SO₄^2-；
②Ksp（SrSO₄）=3.2×10^-7，Ksp（SrCO₃）=1.1×10^-10，當(dāng)轉(zhuǎn)化完成時，混合液中c（CO₃^2-）=1.0×10^-3mol/L，
所以c（Sr²⁺）=$\frac{1.1×10{\;}^{-10}}{1.0×10{\;}^{-3}}$=1.1×10^-7mol/L，c（SO₄^2-）=$\frac{3.2×10{\;}^{-7}}{1.1×10{\;}^{-7}}$=2.91mol/L，
故答案為：2.91mol/L．

點評 本題考查較為綜合，涉及等效平衡、影響平衡的因素、Ksp的計算等知識，難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的應(yīng)用能力．