Question

1000℃時，硫酸鈉可與氫氣發(fā)生反應：Na₂SO₄（s）+4H₂（g）?Na₂S（s）+4H₂O（g）．請回答下列問題：
（1）上述反應在三個不同條件下進行，其中H₂的濃度隨時間的變化如圖所示．
①與曲線a比較，b和c分別僅改變一種反應條件，則曲線b改變的條件為

 

②該反應的△H

 

0，其判斷理由是

 

．
（2）該溫度下，向2L盛有1.42g Na₂SO₄的密閉容器中通入H₂，5min后測得固體質(zhì)量為1.10g．則該時間范圍內(nèi)的平均反應速率v（H₂）=

 

．
（3）能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是

 

（填字母，下同）．
a．容器內(nèi)壓強保持不變b．容器內(nèi)氣體密度保持不變
c．c（H₂）=c（H₂O）d．v_正（H₂）=v_逆（H₂O）
（4）若向平衡體系中加入焦炭，則下列圖象中正確的是

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)的量或濃度隨時間的變化曲線,化學平衡的影響因素,化學平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學平衡專題

分析：（1）①a、b曲線相比，達到平衡時氫氣的濃度相等，則改變的條件不影響平衡，應該使用了催化劑；
②根據(jù)a相比c改變條件為升高溫度，升高溫度后氫氣濃度減小、反應速率增大，據(jù)此判斷焓變；
（2）根據(jù)差量法計算出氫氣的物質(zhì)的量，再根據(jù)反應速率表達式計算出該時間段氫氣的平均反應速率；
（3）可逆反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各組分濃度不再變化，據(jù)此進行判斷；
（4）在該溫度下焦炭與水蒸氣反應生成CO和氫氣，反應物濃度減小、生成物濃度增大，平衡向著正向移動，據(jù)此對各選項進行判斷．

解答： 解：（1）a、b曲線相比，曲線b達到平衡時消耗時間段、且氫氣的濃度相等，則改變的條件能夠加快反應時、不影響平衡，應該使用了催化劑；曲線c達到平衡時氫氣濃度減小、達到平衡時時間段，說明是升高了溫度，
故答案為：使用催化劑；
②c改變條件為升高溫度，升高溫度后氫氣濃度減小、反應速率增大，說明升高溫度平衡向著正向移動，所以該反應為吸熱反應，△H＞0，
故答案為：＞；升高溫度平衡向著正向移動，所以該反應為吸熱反應；
（2）5min后測得固體質(zhì)量為1.10g，則固體質(zhì)量差為：1.42g-1.10g=0.32g，
Na₂SO₄（s）+4H₂（g）?Na₂S（s）+4H₂O（g）△m
          4mol                          64g
           x                           0.32g
解得：x=

0.32g×4mol

64g

=0.02mol，
則該時間范圍內(nèi)的平均反應速率v（H₂）=

0.02mol 2L

5min

=0.002mol/（L?min），
故答案為：0.002mol/（L?min）；
（3）a．該反應是氣體體積不變的反應，則容器內(nèi)壓強保持不變，無法判斷是否達到平衡狀態(tài)，故a錯誤；
b．該反應前后氣體質(zhì)量發(fā)生變化，若容器內(nèi)氣體密度保持不變，則反應已經(jīng)達到平衡狀態(tài)，故b正確；
c．c（H₂）=c（H₂O），無法判斷各組分濃度是否不再變化，無法判斷是否達到平衡狀態(tài)，故c錯誤；
d．v_正（H₂）=v_逆（H₂O），表示的是正反應和逆反應，且反應速率相等，說明已經(jīng)達到平衡狀態(tài)，故d正確；
故答案為：bd；
（4）a．若向平衡體系中加入焦炭，焦炭與水蒸氣反應生成氫氣和CO，導致生成物濃度減小、反應物濃度增大，平衡向著正向移動，所以硫化鈉的質(zhì)量增大，直至達到新的平衡時硫化鈉質(zhì)量不變，故a正確；
b．溫度不變，則平衡常數(shù)不再變化，故b錯誤；
c．水蒸氣與焦炭反應，則水蒸氣濃度、百分含量會發(fā)生變化，故c錯誤；
d．由于平衡向著正向移動，則固體質(zhì)量減小，直至質(zhì)量不再變化，故d錯誤；
故答案為：a．

點評：本題考查了物質(zhì)的量濃度隨時間變化的曲線、化學平衡狀態(tài)的判斷、化學反應速率的計算等知識，題目難度中等，注意掌握影響化學平衡、化學反應速率的元素，明確化學平衡狀態(tài)的特征及判斷方法，試題培養(yǎng)了學生靈活應用所學知識的能力．