Question

【題目】在容積為10L的密閉容器中，進(jìn)行如下反應(yīng)：A(g)+2B(g)C(g)+D(g)，最初加入1.0molA和2.2molB，在不同溫度下，D的物質(zhì)的量n（D）和時(shí)間t的關(guān)系如圖1。

試回答下列問題：

(1)能判斷上述反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是________________（填寫字母）

A.器中壓強(qiáng)不變

B.混合氣體中c(A )不變

C.2v (B ) =v (D ) D.c(A) =c(C)

(2)利用圖1中數(shù)據(jù)計(jì)算800℃時(shí)的平衡常數(shù)K=______________。

(3)700℃時(shí)，某時(shí)刻測得休系中各物質(zhì)的量如下：n（A)=1.1mol，n（B）=2.6mol，n（C）=0.9mol，n（D）=0.9mol，則此時(shí)該反應(yīng)____________（填“向正反應(yīng)方向進(jìn)行”、“向逆反應(yīng)方向進(jìn)行”或“處于平衡狀態(tài)”）

(4)在催化劑作用下，CO可用于合成甲醇CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g),若在恒溫恒壓的條件下，向密閉容器中充入4molol CO和8molH2合成甲醇，平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2所示。

①該反應(yīng)的正反應(yīng)屬于_________反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”），圖2中x_____0.1（填“大于”或“小于”）。

②在0.1 MPa、100℃的條件下，該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)容器內(nèi)氣體的物質(zhì)的量為_______mol。

③若在恒溫恒容的條件下，向上述平衡體系中充入4mol CO、8 mol H2，與原平衡相比,達(dá)到平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率_______(填“增大”,不變”或“減小”，下同），平衡常數(shù)K_____。

Answer 1

【答案】AB 9 向正反應(yīng)方向進(jìn)行 放熱 大于 8 增大 不變

【解析】

(1)可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，同種物質(zhì)的正逆速率相等，各組分的濃度、含量保持不變，由此衍生的其它一些量不變，判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不再變化說明到達(dá)平衡；

(2)先利用三段式求出各物質(zhì)平衡濃度，再根據(jù)計(jì)算平衡常數(shù)；

(3)將物料“一邊倒”然后利用等效平衡理論進(jìn)行分析；

(4)①根據(jù)圖像分析溫度對CO轉(zhuǎn)化率的影響從而判斷反應(yīng)的吸放熱；

②在0.1MPa、100℃的條件下，平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化率為0.5，轉(zhuǎn)化的CO為4mol×0.5=2mol，根據(jù)差量法計(jì)算氣體物質(zhì)的量減少量，進(jìn)而計(jì)算平衡時(shí)混合氣體物質(zhì)的量；
③若在恒溫恒容的條件下，等效為在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡正向移動；平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變，平衡常數(shù)不變。

：(1)A．該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積減小的可逆反應(yīng)，隨反應(yīng)進(jìn)行，容器內(nèi)壓強(qiáng)減小，當(dāng)反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)，容器中壓強(qiáng)不變，所以能作為判斷化學(xué)平衡的依據(jù)，故A正確；
B．反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)，混合氣體中c(A)不變，說明到達(dá)平衡，故B正確；
C．應(yīng)是v正(B)=2v正(D)時(shí)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，2v正(B)=v逆(D)時(shí)逆反應(yīng)速率較快，平衡逆向進(jìn)行，故C錯(cuò)誤；
D．當(dāng)c(A)=c(C)時(shí)，該反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，與反應(yīng)物濃度及轉(zhuǎn)化率有關(guān)，故D錯(cuò)誤；
故答案為：AB；
(2)800℃平衡時(shí)生成D為0.6mol，則：

注意容器的體積為10L，所以=；

(3)700℃時(shí)，根據(jù)圖表可知平衡時(shí)n(D)=0.45mol，某時(shí)刻測得體系中各物質(zhì)的量如下：n(A)=1.1mol，n(B)=2.6mol，n(C)=0.9mol，n(D)=0.9mol，等效為開始投入2molA、4.4molB到達(dá)的平衡，與原平衡時(shí)相比，壓強(qiáng)增大，平衡正向移動，平衡時(shí)D的物質(zhì)的量應(yīng)大于原平衡的2倍，即平衡時(shí)D應(yīng)大于0.9mol，所以平衡向正反應(yīng)方向移動；

(4)①由圖可知，壓強(qiáng)一定時(shí)，隨溫度升高CO的轉(zhuǎn)化率減小，說明升高溫度平衡逆向移動，而升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度一定增大，增大壓強(qiáng)，平衡正向進(jìn)行，CO轉(zhuǎn)化率增大，判斷x大于 0.1MPa，
故答案為：放熱；大于；
②在0.1MPa、100℃的條件下，平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化率為0.5，轉(zhuǎn)化的CO為4mol×0.5=2mol，
根據(jù)方程式CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)可知消耗1molCO氣體的物質(zhì)的量減少2mol，所以平衡時(shí)混合氣體物質(zhì)的量為4mol+8mol-2mol×2=8mol；
③在溫度和容積不變的情況下，再向平衡體系中充入4 molCO，8 mol H2，等效為在原平衡的基礎(chǔ)上增大一倍壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)移動，CO的轉(zhuǎn)化率增大；化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度影響，與濃度無關(guān)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，故答案為：增大；不變。