Question

11．在一個(gè)體積為2L的真空密閉容器中加入0.5molCaCO₃，發(fā)生反應(yīng)CaCO₃（s）═CaO （s）+CO₂（g），測(cè)得二氧化碳的物質(zhì)的量濃度隨溫度的變化關(guān)系如下圖1表示，圖1中A表示CO₂的平衡濃度與溫度的關(guān)系曲線，B表示不同溫度下反應(yīng)經(jīng)過(guò)相同時(shí)間時(shí)CO₂的物質(zhì)的量濃度的變化曲線．請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題：

（1）該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)（填“吸”或“放”），溫度為T₅℃時(shí)，該反應(yīng)耗時(shí)40s達(dá)到平衡，則T₅℃時(shí)，該反應(yīng)的反應(yīng)速率為0.005mol/（L•s）．
（2）請(qǐng)?jiān)趫D2中畫(huà)出平衡常數(shù)K隨溫度的變化曲線（圖2中已有虛線為圖1中的A曲線）．
如果該反應(yīng)的平衡常數(shù)K值變大，該反應(yīng)bc（選填編號(hào)）．
a．一定向逆反應(yīng)方向移動(dòng)      b．在平衡移動(dòng)時(shí)正反應(yīng)速率先增大后減小
c．一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)      d．在平衡移動(dòng)時(shí)逆反應(yīng)速率先減小后增大
（3）請(qǐng)說(shuō)明隨溫度的升高，曲線B向曲線A逼近的原因：隨著溫度升高，反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡所需要的時(shí)間變短．
（4）在T₅℃下，維持溫度和容器體積不變，向上述平衡體系中再充入0.5molN₂，則最后平衡時(shí)容器中的CaCO₃的質(zhì)量為10g．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，溫度越高，二氧化碳的物質(zhì)的量濃度越大，說(shuō)明此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，T₅℃時(shí)二氧化碳的物質(zhì)的量濃度為0.2mol/L，據(jù)此計(jì)算反應(yīng)速率即可；
（2）溫度越高，平衡常數(shù)越大，據(jù)此畫(huà)圖；平衡常數(shù)增大，說(shuō)明平衡正向移動(dòng)，結(jié)合溫度對(duì)平衡常數(shù)的影響判斷；
（3）根據(jù)溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響判斷：溫度越高，反應(yīng)速率越大，反之，溫度越低；
（4）由于容器體積不變，平衡體系中再充入0.5molN₂，平衡不移動(dòng)，據(jù)此計(jì)算．

解答 解：（1）溫度越高，二氧化碳的物質(zhì)的量濃度越大，此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，T₅℃時(shí)二氧化碳的物質(zhì)的量濃度為0.2mol/L，v（CO₂）=$\frac{△c（CO{\;}_{2}）}{△t}$=0.005mol/（L•s），
故答案為：吸；0.005mol/（L•s）；
（2）溫度越高，平衡常數(shù)越大，且平衡常數(shù)即為二氧化碳的濃度，故圖象走勢(shì)為上升，如圖：，平衡常數(shù)增大，說(shuō)明平衡正向移動(dòng)，此時(shí)改變的條件為升高溫度，如果該反應(yīng)的平衡常數(shù)K值變大，則
a．一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故a錯(cuò)誤；
b．在平衡移動(dòng)時(shí)，由于是升高溫度，所以正、逆反應(yīng)速率都增大，由于該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所以平衡移動(dòng)后溫度會(huì)有所降低，所以正逆反應(yīng)速率都會(huì)減小，故b正確；
c．一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故c正確；
d．根據(jù)b的分析可知，d錯(cuò)誤；
故選bc；
故答案為：；bc；
（3）根據(jù)溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響可知，隨著溫度升高，反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡所需要的時(shí)間變短，所以曲線B向曲線A逼近，
故答案為：隨著溫度升高，反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡所需要的時(shí)間變短；
（4）由于容器體積不變，平衡體系中再充入0.5molN₂，平衡不移動(dòng)，所以在T₅℃時(shí)，二氧化碳的物質(zhì)的量為2L×0.2mol/L=0.4mol，則被分解的CaCO₃的質(zhì)量為100×0.4g=40g，所以平衡時(shí)容器中的CaCO₃的質(zhì)量為0.5mol×100g/mol-40g=10g，
故答案為：10．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了影響平衡常數(shù)的因素、影響平衡移動(dòng)的因素、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算、電離平衡常數(shù)的應(yīng)用等知識(shí)，中等難度，答題時(shí)注意學(xué)會(huì)從圖中獲取信息，并注意對(duì)平衡常數(shù)概念的理解．