Question

300℃時，將2mol A和2mol B兩種氣體混合于2L密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A（g）+B（g）?2C（g）+2D（g）△H=Q，2min末達到平衡，生成0.8mol D．
（1）300℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=    ，已知K（300℃）＜K（350℃），則△H    0（填“＞”或“＜”）．
（2）在2min末時，B的平衡濃度為    ，A的平均反應(yīng)速率為    ．
（3）若溫度不變，縮小容器容積，則平衡     （填“向正反應(yīng)方向移動”、“向逆反應(yīng)方向移動”或“不移動”）．
（4）已知反應(yīng)2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）某溫度下的平衡常數(shù)為400．此溫度下，在密閉容器中加入CH₃OH，反應(yīng)到某時刻測得各組分的濃度如下：

物質(zhì)	CH3OH	CH3OCH3	H2O
濃度/	0.4	0.6	0.6

比較此時正、逆反應(yīng)速率的大小：υ正    υ逆（填“＞”“＜”或“=”），此時CH₃OH的轉(zhuǎn)化率為   
（5）在一定體積的密閉容器中，進行如下化學反應(yīng)：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），能判斷該反應(yīng)是否達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是   
A．容器中壓強不變                   B．混合氣體中c（CO）不變
C．υ_生成（H₂）=υ_消耗（H₂）           D．c（CO₂）=c（CO）

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)生成的D的物質(zhì)的量，計算D的濃度變化，利用三段式計算出平衡時各組分的平衡濃度，代入平衡常數(shù)表達式k=計算；
K（300℃）＜K（350℃），說明升高溫度越高平衡常數(shù)越大，平衡向正反應(yīng)移動，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；
（2）由（1）中計算可得2min末時B的平衡濃度、A的濃度變化量，根據(jù)c=計算v（A）；
（3）該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不發(fā)生變化，故溫度不變，縮小容器容積增大壓強平衡不移動；
（4）計算此時的濃度商Qc，與平衡常數(shù)比較，若Qc＞k，反應(yīng)向逆反應(yīng)進行，若Qc=k，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，若Qc＜k，反應(yīng)向正反應(yīng)進行，進而判斷υ正、υ逆的相對大��；
根據(jù)甲醚的濃度計算此時甲醚的濃度變化量，進而計算開始投入甲醇的總的物質(zhì)的量濃度，利用轉(zhuǎn)化率定義計算此時甲醇的轉(zhuǎn)化率；
（5）當反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，據(jù)此解答，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進行發(fā)生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應(yīng)到達平衡狀態(tài)．
解答：解：（1）2min末達到平衡，生成0.8molD，故△c（D）==0.4mol/L，則：
               3A（g）+B（g）?2C（g）+2D（g）
開始（mol/L）：1       1        0      0
變化（mol/L）：0.6     0.2      0.4    0.4
平衡（mol/L）：0.4     0.8      0.4    0.4
故帶溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)k===0.5，
K（300℃）＜K（350℃），說明升高溫度越高平衡常數(shù)越大，平衡向正反應(yīng)移動，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即△H＞0，
故答案為：0.5；＞；
（2）由（1）計算得2min末時B的平衡濃度為0.8mol/L，
2min內(nèi)A的濃度變化為0.6mol/L，根據(jù)c=計算故v（A）==0.3mol/（L?min），
故答案為：0.8mol/L，0.3mol/（L?min）；
（3）該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不發(fā)生變化，故溫度不變，縮小容器容積增大壓強平衡不移動，故答案為：不移動；
（4）該時刻的濃度商Qc==2.25＜400，故不是平衡狀態(tài)，反應(yīng)向正反應(yīng)進行，故υ正＞υ逆，
此時甲醚的濃度為0.6mol/L，由方程式2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）可知，甲醇的濃度變化量為0.6mol/L×2=1.2mol/L，故開始投入甲醇的總的物質(zhì)的量濃度為1.2mol/L+0.4mol/L=1.6mol/L，故產(chǎn)生甲醇的轉(zhuǎn)化率為：×100%=75%，
故答案為：＞；75%；
（5）A．反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，壓強始終不變，故容器中壓強不變，不能說明到達平衡，故A錯誤；
B．可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，各物質(zhì)的濃度不變，故混合氣體中c（CO）不變，說明到達平衡狀態(tài)，故B正確；
C．反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，同種物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率相等，故υ_生成（H₂）=υ_消耗（H₂）說明到達平衡狀態(tài)，故C正確；   
D．平衡時二氧化碳與一氧化碳的濃度可能相等，可能不等，與開始投入氣體的濃度、轉(zhuǎn)化率有關(guān)，故c（CO₂）=c（CO）不能說明到達平衡，故D錯誤；
故選BC．
點評：本題考查化學反應(yīng)速率計算、化學平衡常數(shù)、化學平衡的有關(guān)計算、影響化學平衡的因素、平衡狀態(tài)判斷等，難度中等，注意（4）中利用平衡常數(shù)與濃度商判斷速率大小，平衡常數(shù)的計算與應(yīng)用，成為高考的熱點，注意平衡常數(shù)的用途：1、判斷反應(yīng)進行的程度，2、判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)，3、判斷反應(yīng)進行的方向，4、計算轉(zhuǎn)化率等．