Question

已知A（g）+B（g）⇌C（g）+D（g）反應的平衡常數(shù)和溫度的關系如下：

|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）該反應的△H   0（填“＜”“＞”“=”）；

（2）830℃時，向一個5L的密閉容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，若反應經(jīng)一段時間后，達到平衡時A的轉化率為80%，如果這時向該密閉容器中再充入1mol氬氣，平衡時A的轉化率會   （填“變大”、“變小”或“不變”）

（3）若保持容器的容積不變，則該反應達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是  （填序號）．

a．單位時間里生成B和D的物質的量相等        

b．氣體的密度不隨時間改變

c．容器內壓強保持不變       

d．混合氣體的平均摩爾質量保持不變

（4）1200℃時反應C（g）+D（g）⇌A（g）+B（g）的平衡常數(shù)的值為  ．

Answer 1

考點：  化學平衡的計算；化學平衡狀態(tài)的判斷．

分析：  （1）化學平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應達到平衡時各生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值，據(jù)此書寫；

由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高平衡常數(shù)越小，說明升高溫度平衡向逆反應移動，故正反應是放熱反應；

（2）設平衡時A的濃度變化量為x，利用三段式表示平衡時各組分的平衡濃度，代入平衡常數(shù)列方程計算x的值，再根據(jù)轉化率定義計算；

體積不變，充入1mol氬氣，反應混合物各組分的濃度不變，變化不移動，A的轉化率不變；

（3）根據(jù)化學平衡狀態(tài)的特征解答，當反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應的進行發(fā)生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應到達平衡狀態(tài)；

（4）同一反應在相同溫度下，正、逆反應方向的平衡常數(shù)互為倒數(shù)．

解答：  解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高平衡常數(shù)越小，說明升高溫度平衡向逆反應移動，故正反應是放熱反應，即△H＜0，故答案為：＜；

（2）反應初始6s內A的平均反應速率v（A）=0.003mol•L^﹣1•s^﹣1，則6s內△c（A）=0.003mol•L^﹣1•s^﹣1×6s=0.018mol/L，A的起始濃度為=0.04mol/L，故6s時時c（A）=0.04mol/L﹣0.018mol/L=0.022mol/L，故6s內△n（A）=0.018mol/L×5L=0.09mol，由方程式可知n（C）=△n（A）=0.09mol，

設平衡時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=1，解得x=0.032

所以平衡時A的轉化率為×100%=80%，

體積不變，充入1mol氬氣，反應混合物各組分的濃度不變，變化不移動，A的轉化率不變，

故答案為：80%；不變；

（3）a．單位時間里生成B和D的物質的量相等，說明單位時間內生成的物質的量與消耗B的物質的量相等，說明到達平衡，故a正確；

 b．混合氣體的總質量不變，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間改變，不能說明到達平衡，故b錯誤，

c．該反應前后氣體的物質的量不變，壓強始終不變，故壓強不隨時間改變，不能說明到達平衡，故c錯誤，

d．混合氣體的總質量不變，容器的容積不變，物質的量不變，混合氣體的平均摩爾質量保持不變，不能說明到達平衡，故d錯誤，

故答案為：a；

（4）同一反應在相同溫度下，正、逆反應方向的平衡常數(shù)互為倒數(shù)，故1200℃時反應C（g）+D（g）⇌A（g）+B（g）的平衡常數(shù)的值為=2.5，

故答案為：2.5．

點評：  本題考查化學平衡計算、平衡常數(shù)計算、化學反應速率、平衡狀態(tài)判斷，難度中等，注意化學平衡狀態(tài)判斷，選擇判斷的物理量，隨著反應的進行發(fā)生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應到達平衡狀態(tài)．