Question

三種不同條件下，分別向容積固定的2L密閉容器中充入2molA和1mol B，發(fā)生反應(yīng)如下：2A（g）+B（g）?2D（g）+Q，相關(guān)條件和數(shù)據(jù)見(jiàn)下表．

	實(shí)驗(yàn)Ⅰ	實(shí)驗(yàn)Ⅱ	實(shí)驗(yàn)Ⅲ
反應(yīng)溫度/℃	800	800	850
達(dá)平衡時(shí)間/min	40	10	30
c（ D ）平衡/mol?L-1	0.5	0.5	0.15
反應(yīng)的能量變化/kJ	Q1	Q2	Q3

請(qǐng)回答：
（1）實(shí)驗(yàn)Ⅲ，反應(yīng)進(jìn)行到30min時(shí)的平均速率v （D）為

 

．
（2）實(shí)驗(yàn)Ⅱ可能隱含的反應(yīng)條件是

 

．
（3）下列描述中能說(shuō)明上述反應(yīng)已達(dá)平衡的是

 

（填序號(hào)）．
a．c（A）=2c（B）                       
b.2v（D）_正=v（B）_逆
c．容器內(nèi)氣體密度不隨時(shí)間而變化     
d．容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不隨時(shí)間而變化
（4）對(duì)比上述實(shí)驗(yàn)，可知該反應(yīng)的反應(yīng)熱Q

 

0（填“＞”或“＜”），并將Q、Q₁、Q₂、Q₃按從小到大的順序排列：

 

．
（5）若實(shí)驗(yàn)Ⅰ達(dá)到平衡后，保持溫度不變，再向密閉容器中通入由1mol A和1mol D組成的混合氣體，則平衡將

 

移動(dòng)（填“正向”、“逆向”或“不”），新平衡狀態(tài)時(shí)c（D）為

 

mol?L^-1．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,反應(yīng)速率的定量表示方法,化學(xué)平衡的影響因素

專(zhuān)題：化學(xué)平衡專(zhuān)題

分析：（1）根據(jù)v=

△c

△t

計(jì)算反應(yīng)速率；
（2）催化劑能改變反應(yīng)速率但不影響平衡移動(dòng)；
（3）反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，平衡時(shí)各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等不再發(fā)生變化，可由此進(jìn)行判斷；
（4）升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，根據(jù)反應(yīng)物和反應(yīng)熱之間的關(guān)系式判斷；
（5）根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式確定平衡是否移動(dòng)．

解答： 解：解：（1）v（D）=

0.15mol/L

30min

=0.005mol?L^-1?min^-1，故答案為：0.005mol?L^-1?min^-1；
（2）實(shí)驗(yàn)I與實(shí)驗(yàn)II相比，反應(yīng)溫度和體積相同，初始量相同，建立的化學(xué)平衡中c（D）也相同，說(shuō)明兩個(gè)化學(xué)平衡在各組分的量上來(lái)說(shuō)是相同的平衡狀態(tài)，只是到達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)所用時(shí)間不同，時(shí)間越短，化學(xué)反應(yīng)速率越大，即實(shí)驗(yàn)II中的化學(xué)反應(yīng)速率大，可能使用了催化劑，即其隱含條件是使用了催化劑，
故答案為：使用（效率更高的）催化劑；
（3）a．c（A）=2c（B），只說(shuō)明c（A）：c（B）=2：1，無(wú)法判斷正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，因此a錯(cuò)誤；b.2v （D）_正=v （B）_逆說(shuō)明：v （B）_逆：v （D）_正═2：1不等于對(duì)應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，即正反應(yīng)速率不等于逆反應(yīng)速率，即b錯(cuò)誤；
c．體積不變，氣體的質(zhì)量不變，密度也會(huì)不變，用密度不變無(wú)法區(qū)分非平衡狀態(tài)和平衡狀態(tài)，即c錯(cuò)誤；
d．反應(yīng)2A （g）+B （g）?2D （g）是反應(yīng)前后氣體的總物質(zhì)的量不相等的反應(yīng)，當(dāng)體積固定時(shí)，根據(jù)阿伏伽德羅定律可知，溫度、體積相同時(shí)，氣體的物質(zhì)的量之比等于壓強(qiáng)之比，容器內(nèi)氣壓不隨時(shí)間變化，說(shuō)明氣體的總物質(zhì)的量不再發(fā)生變化，即說(shuō)明可逆反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)，故d正確．
故選d；
（4）實(shí)驗(yàn)III與實(shí)驗(yàn) II相比，體積相同，初始量相同，只是溫度不同，達(dá)到平衡時(shí)c（D）不同，可以這樣理解實(shí)驗(yàn)III是實(shí)驗(yàn) II升溫建立的平衡，導(dǎo)致c（D）減下，即升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，因此a＜0．
根據(jù)上面的分析，可以認(rèn)為實(shí)驗(yàn)III是實(shí)驗(yàn) II升溫建立的平衡，升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則實(shí)驗(yàn)III放出的熱量數(shù)值小于實(shí)驗(yàn)II放出的熱量數(shù)值，即Q₃＜Q₂．根據(jù)（2）的分析，實(shí)驗(yàn)I與實(shí)驗(yàn)II的化學(xué)平衡狀態(tài)相同（速率不同），則放出的熱量數(shù)值必然相同，即Q₁=Q₂．故Q₁、Q₂、Q₃按從小到大的順序排列為Q₃＜Q₁=Q₂，
該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，所以Q₃＜Q₁=Q₂＜Q
故答案為：＜；Q₃＜Q₁=Q₂＜Q；
（5）若實(shí)驗(yàn)I達(dá)到平衡后，根據(jù)A和D的關(guān)系式知，平衡時(shí)A和D的濃度相等都是0.5mol/L，若保持溫度不變，再向密閉容器中通入1mol A和1mol D后，則混合后，A和D的濃度仍然相等，根據(jù)K=

c2(D)

c2(A)．c(B)

知，溫度不變，平衡常數(shù)不變，且C和D的濃度不變，則平衡不移動(dòng)，新平衡時(shí)，D的物質(zhì)的量濃度=0.5mol/L+

1mol

2L

=1mol/L，
故答案為：不，1．

點(diǎn)評(píng)：本題考查反應(yīng)速率的計(jì)算、化學(xué)平衡的移動(dòng)等知識(shí)點(diǎn)，會(huì)根據(jù)濃度商和化學(xué)平衡常數(shù)的相對(duì)大小確定平衡移動(dòng)方向，難度中等．