Question

下列反應在210℃時達到平衡：
①PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）；△H₁＞0  K₁=1mol?L^-1
②CO（g）+Cl₂（g）?COCl₂（g）；△H₁＜0  K₂=5×10⁴L?mol^-1
③COCl₂（g）?CO（g）+Cl₂（g）
④2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）；△H₄＜0
（1）反應③的平衡常數K₃為

 

．
（2）要使反應①和反應②的K數值相等，可采取的措施是

 

（填序號）．
A．降低反應①、②體系中Cl₂濃度B．反應①、②選擇不同的催化劑
C．反應①、反應②同時升高溫度D．反應①、反應②同時降低溫度
E．反應①降低溫度，反應②維持210℃
（3）在甲、乙兩容器中分別發生反應④，甲恒容、乙恒壓，溫度相同且恒定．起始時甲中加入0.02molSO₂和0.01molO₂，乙中加入0.02molSO₃氣體，開始時兩容器壓強相等，最后分別達到平衡．下列有關它們達到平衡狀態后的敘述正確的是

 

（填序號）．
A．體積：甲可能小于乙
B．SO₃的物質的量：甲一定小于乙
C．壓強：甲可能大于乙
D．濃度比c（SO₂）/c（SO₃）：甲一定小于乙
（4）丙容器為容積不變的反應容器，要求通過調節體系的溫度使反應④達到平衡時，保持容器內氣體總物質的量為12mol．現向容器中加xmolSO₂，6.5mol O₂，2.0molSO₃．
①若x=5.5，需要

 

（填“降低”“升高”或“保持”）體系溫度，使反應在平衡時達到題設要求；
②欲使起始反應維持向逆反應方向移動，則x的取值范圍為

 

．

Answer 1

分析：（1）反應③是反應②的逆反應，平衡常數成倒數關系；
（2）平衡常數只受溫度影響，要使反應①和反應②的K數值相等，由平衡常數數值可知，則應使K₁增大、K₂減小，結合溫度對平衡的影響判斷；
（3）依據恒溫容器、恒壓容器的特征分析判斷；
（4）①依據氣體總物質的量不變，比較加入量判斷反應進行的方向；
②欲使起始反應維持向逆反應方向移動，即先氣體物質的量增大的方向進行．

解答：解：（1）平衡常數等于生成物濃度的化學計量數冪之積除以反應物的濃度的化學計量數冪之積，②CO（g）+Cl₂（g）?COCl₂（g）；△H₁＜0  K₂=5×10⁴L?mol^-1，③COCl₂（g）?CO（g）+Cl₂（g）逆反應，平衡常數K₃=

1

K2

=

1

5×104

=2×10^-5 mol?L^-1，
故答案為：2×10^-5 mol?L^-1；
（2）要使反應①和反應②的K數值相等，則應使K₁增大、K₂減小，反應①正反應是吸熱反應，升高溫度平衡向正反應方向移動，平衡常數增大；反應②正反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向移動，平衡常數減小，故應適當升高溫度，
故選C． 
（3）在甲、乙兩容器中分別發生反應④，甲恒容、乙恒壓，溫度相同且恒定．起始時甲中加入0.02molSO₂和0.01molO₂，乙中加入0.02molSO₃氣體，開始時兩容器壓強相等，最后分別達到平衡；
A．反應是氣體體積減小的反應，甲恒容、乙恒壓體積減小，所以體積甲不可能小于乙，故A錯誤；
B．反應是氣體體積減小的反應，甲恒容、乙恒壓體積減小壓強增大，比甲平衡后進行程度大，平衡時乙中SO₃的物質的量大：甲一定小于乙，故B正確；
C．反應是氣體體積減小的反應，甲恒容壓強減小、乙恒壓壓強不變：甲不可能大于乙，故C錯誤；
D．反應是氣體體積減小的反應，甲恒容、乙恒壓體積減小壓強增大，比甲平衡后進行程度大，平衡時乙中SO₃的物質的量大，濃度比c（SO₂）/c（SO₃）：甲一定大于乙，故D錯誤；
故答案為：B；
（4）①丙容器為容積不變的反應容器，要求通過調節體系的溫度使反應④達到平衡時，保持容器內氣體總物質的量為12mol．現向容器中加xmolSO₂，6.5mol O₂，2.0molSO₃．
①若x=5.5，則5.5+6.5+2.0=14＞12，需要向氣體物質的量減小的方向進行，即向正反應方向進行，反應是放熱反應，需要降低溫度，故答案為：降低； 
②保持容器內氣體總物質的量為12mol時，x+6.5+2.0=12，x=3.5，欲使起始反應維持向逆反應方向移動，向氣體物質的量增大的方向進行，逆向進行徹底時，x取最小值，2+x+6.5+1=12，x=2.5，則x的取值范圍為2.5＜χ＜3.5，
故答案為：2.5＜χ＜3.5．

點評：本題考查了化學平衡的影響因素分析判斷，平衡移動方向的判斷，掌握平衡移動原理是解題關鍵，題目難度中等．