Question

【題目】已知：2A(g)+B(g)2C(g)；ΔH ＝－a kJ/mol(a＞0)。在一個有催化劑的固定容積的容器中加入2 mol A和1 mol B，在500℃時充分反應達平衡后C的濃度w mol/L，放出熱量b kJ。

（1）比較a____b(填“＞”“＝”或“＜”)。

（2）若在原來的容器中，只加入2 mol C，500℃ 時充分反應達到平衡后，吸收熱量c kJ，C濃度__________w mol/L(填“＞”“＝”或“＜”)，a、b、c之間滿足何種關系_______________(用a、b、c建立一個等式關系)。

（3）能說明該反應已經達到平衡狀態的是____________(填寫字母)。

A．v(C)＝2v(B) B．容器內壓強保持不變

C．v逆(A)＝2v正(B) D．容器內的密度保持不變

（4）能使該反應的反應速率增大，且平衡向正反應方向移動的操作是_______(填寫字母)。

A．及時分離出C氣體 B．適當升高溫度

C．增大B的濃度 D．選擇高效的催化劑

（5）若將上述容器改為恒壓容器(反應前體積、壓強相同)，起始時加入2 mol A和1 mol B，500℃時充分反應達平衡后，放出熱量d kJ ，則d________b(填“＞”、“＝”或“＜”)，理由是__________。

Answer 1

【答案】 ＞ ＝ b＋c＝a BC C ＞ 平衡時恒壓容器的壓強比恒容時大，利于反應向右進行

【解析】（1）根據熱化學方程式，2molA和1molB完全反應生成2molC放出a kJ熱量，因為該反應是可逆反應，不能進行徹底，所以實際放出的熱量b kJ小于a kJ，即a＞b。

（2）恒溫恒容條件，若2molC完全轉化為用A、B表示，可得2molA和1molB，故達到的平衡與原平衡為等效平衡，平衡時C的濃度相同，故c(C)=w molL-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，設平衡時C的物質的量為n mol，對于反應2A(g)+B(g)2C(g) △H=-a kJmol-1，則放出的熱量b=n× kJ，對于反應2C(g)2A(g)+B(g) △H=akJmol-1，C分解的物質的量為(2-n) mol，則吸收的熱量c=(2-n)×，故a=b+c。

（3）A項，因為同一個反應用不同物質表示的化學反應速率之比等于化學計量數之比，所以無論是否平衡，都有v(C)＝2v(B)，故A錯誤；B項，該反應正向是一個氣體分子數減小的反應，所以恒容時只要不平衡，壓強就會發生變化，故容器內壓強保持不變，則說明已經達到平衡狀態，故B正確；C項，v逆(A)＝2v正(B)，又根據用不同物質表示的化學反應速率之比等于化學計量數之比，可得：2v正(B)= v正(A)，所以v正(A)= v逆(A)，此時反應處于化學平衡狀態，故C正確；D項，密度=氣體總質量÷氣體體積，因為是恒容容器，所以氣體體積不變，又因為各物質都是氣體，所以氣體總質量不變，因此密度始終不變，故D錯誤。

（4）由已知可得，該反應正向是氣體分子數減小的放熱反應；A項，及時分離出C氣體，反應正向進行，但反應速率減小，故A不符合要求；B項，適當升高溫度，加快了化學反應速率，但平衡逆向移動，故B不符合要求；C項，增大B的濃度，平衡正向進行，反應速率增大，故C符合要求；D項，選擇高效催化劑，增大反應速率，但不改變化學平衡，故D不符合要求。

（5）恒溫恒容時，隨反應進行，壓強降低，達到原平衡；恒溫恒壓時（反應器開始體積與恒容時相同），相同溫度下起始加入2molA和1molB，可等效為在原平衡的基礎上增大壓強，平衡向氣體分子數減小的方向移動，即正向移動，B的轉化率變大，反應放出的熱量增多，大于恒容容器中達到平衡狀態時放出的熱量，即d＞b。