Question

已知2A₂(g)+B₂(g)2C(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2mol A₂和1mol B₂，在500℃時充分反應達平衡后C的濃度為w mol/L，放出熱量b kJ。請回答下列問題：
(1)比較a______b（填＞、＝、＜）
(2)此反應的平衡常數表達式為______________________；若將反應溫度升高到700℃，反應的平衡常數將_____________（增大、減小或不變）。
(3)若在原來的容器中，只加入2mol C，500℃時充分反應達平衡后，吸收熱量ckJ，a、b、c之間滿足何種關系__________________（用代數式表示）。
(4)能說明該反應已經達到平衡狀態的是            （填序號，有一個或多個選項符合題意，下同）。
a、v(C)=2v(B₂)                    b、容器內氣體壓強保持不變
c、v_逆(A₂)＝2v_正(B₂)               d、容器內的氣體密度保持不變
(5)為使該反應的反應速率增大，且平衡向正反應方向移動的是_____________。
a、及時分離出C氣體              b、適當升高溫度
c、增大B₂的濃度                  d、選擇高效的催化劑
(6)若將上述容器改為恒壓容器（反應前體積相同），起始時加入2mol A₂和1mol B₂， 500℃時充分反應達平衡后，放出熱量dkJ，則d_________b（填＞、＝、＜）。

Answer 1

（10分）（1）a＞b（1分） （2）K＝（1分）；減小（1分）
（3）b＋c＝a（2分） （4）bc（2分） （5）c（2分） （6）＞（1分）

試題分析：（1）由于該反應是可逆反應，因此2mol A₂和1mol B₂不可能完全轉化為C，則實際放出的熱量小于akJ,即a＞b。
（2）化學平衡常數是指在一定溫度下，可逆反應達到平衡時各生成物濃度的化學計量數次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數次冪的乘積所得的比值，所以根據方程式2A₂(g)+B₂(g)2C(g)可知，該反應的的平衡常數K＝。因為該反應正反應是放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應移動，平衡常數減小。
（3）恒溫恒容下，2molC完全轉化到左邊，可得2molA₂和1molB₂，故與原平衡為等效平衡，平衡時C的濃度相同，故c(C)＝Wmol?L^-1。同一可逆反應，相同溫度下，正、逆反應的反應熱數值相等，但符號相反，令平衡時C的物質的量為nmol，對于反應2A₂(g)+B₂(g)2C(g) △H＝—akJ?mol^-1，則b＝n×。對于反應2C(g) 2A₂(g)+B₂(g) △H＝akJ?mol^-1，C分解的物質的量為（2—n）mol，故c＝×a＝a—n×，解得a＝b+c。
（4）在一定條件下，當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），反應體系中各種物質的濃度或含量不再發生變化的狀態，稱為化學平衡狀態。A、平衡時濃度不再發生變化，但物質之間的濃度不一定相等或滿足某種關系，故A錯誤；B、反應是氣體壓強減小的反應，平衡狀態容器內壓強保持不變，說明反應達到平衡，故B正確；C、依據反應速率之比等于化學方程式的系數之比可知，v_逆（A₂）＝2v_正（B₂），說明v_逆（A₂）＝v_正（A₂），故C正確；D、密度是混合氣的質量和容器容積的比值，在反應過程中質量和容積始終是不變的，即反應過程和平衡狀態容器內的密度保持不變，故D錯誤，答案選BC。
（5）a、及時分離出C氣體，生成物濃度降低，平衡向正反應方向移動，但反應速率也降低，a不正確；b、正反應是放熱反應，升高溫度反應速率增大，但平衡向逆反應方向移動，b不正確；c、增大B₂的濃度，反應速率增大，平衡向正反應方向移動，c正確；d、催化劑只能改變反應速率，不能改變平衡狀態，d不正確，答案選c。
（6）原平衡隨反應進行，壓強降低．恒壓容器（反應器開始體積相同），相同溫度下起始加入2molA₂和1molB₂，等效為在原平衡的基礎上增大壓強，平衡向氣體體積減小的方向移動，即向正反應移動，B₂的轉化率變大，因此d＞b。