Question

6．在10L恒容密閉容器中充入X（g）和Y（g），發(fā)生反應(yīng)X（g）+Y（g）?M（g）+N（g）所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	溫度/℃	起始時(shí)物質(zhì)的量/mol		平衡時(shí)物質(zhì)的量/mol
		n（X）	n（Y）	n（M）
①	700	0.40	0.10	0.090
②	800	0.10	0.40	0.080
③	800	0.20	0.30	a
④	900	0.10	0.15	b

回答下列問題：
（1）實(shí)驗(yàn)①中，若5min時(shí)測(cè)得，n（M）=0.050mo1，則0至5min時(shí)間內(nèi)，用N表示的平均反應(yīng)速率為1.0×10^-3mol/（L•min）．
（2）實(shí)驗(yàn)③平衡常數(shù)為1.0，該正反應(yīng)為放熱反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）
（3）能說明上述反應(yīng)一定達(dá)到平衡的條件是C．
A．c（Y）=c（N）           B．平均分子量不再變化
C．v_正（X）=v_逆（M）        D．溫度和壓強(qiáng)一定時(shí)，混合氣體的密度不再變化
（4）實(shí)驗(yàn)③中，達(dá)到平衡時(shí)，X的轉(zhuǎn)化率為60%多余．
（5）實(shí)驗(yàn)③、④中，達(dá)到平衡時(shí)，a與b的關(guān)系為A（填選項(xiàng)），請(qǐng)解釋原因若溫度不變，則b=$\frac{1}{2}$a，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故b＜$\frac{1}{2}$a，即a＞2b．
A．a(chǎn)＞2b       B．a(chǎn)=2b      C．b＜a＜2b         D．a(chǎn)＜b
（6）如圖是實(shí)驗(yàn)①中c（M）隨時(shí)間變化的曲線圖，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出實(shí)驗(yàn)②中c（M）隨時(shí)間變化的曲線圖．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)平均反應(yīng)速率V=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（M），在利用速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v（N）；
（2）實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)僅與溫度有關(guān)，則③與②的平衡常數(shù)相等，所以根據(jù)②的數(shù)據(jù)列三段式計(jì)算平衡常數(shù)；根據(jù)表格數(shù)據(jù)700℃時(shí)，化學(xué)平衡時(shí)M為0.090mol，升高溫度至800℃平衡時(shí)M為0.080mol，所以升溫平衡逆反應(yīng)方向移動(dòng)，據(jù)此判斷；
（3）A．c（Y）=c（N）不能說明正逆反應(yīng)速率相等；
B．因?yàn)榉磻?yīng)前后質(zhì)量和物質(zhì)的量都不變，所以平均分子量一直不變化；
C．v_正（X）=v_逆（M）說明正逆反應(yīng)速率相等；
D．因?yàn)榉磻?yīng)前后質(zhì)量和體積都不變，所以溫度和壓強(qiáng)一定時(shí)，混合氣體的密度一直不變化；
（4）溫度不變平衡常數(shù)不變，根據(jù)平衡常數(shù)可求出轉(zhuǎn)化量，進(jìn)而求出轉(zhuǎn)化率；
（5）根據(jù)（1）得出正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，若④的溫度為800℃，恒容體系中，氣體體積不變的反應(yīng)，④與③為等效平衡，b=$\frac{1}{2}$a，但④的實(shí)際溫度為900℃，相比較800℃，平衡逆向移動(dòng)，b＜$\frac{1}{2}$a，即a＞2b；
（6）如圖是實(shí)驗(yàn)①中c（M）隨時(shí)間變化的曲線圖，②中溫度比①高，所以所以速率快，達(dá)平衡時(shí)間小于t₁，又平衡時(shí)c（M）=0.008，比①平衡時(shí)低，據(jù)此畫圖．

解答 解：（1）根據(jù)反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比，所以v（N）=v（M）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.05mol}{10L×5min}$=1.0×10^-3mol/（L•min），故答案為：1.0×10^-3mol/（L•min）；
（2）X（g）+Y（g）?M（g）+N（g）
起始濃度（mol/L） 0.01 0.04 0 0
轉(zhuǎn)化濃度（mol/L） 0.008 0.008 0.008 0.008
平衡濃度（mol/L） 0.002 0.032 0.008 0.008
實(shí)驗(yàn)②中，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{c（M）c（N）}{c（X）c（Y）}$=$\frac{0.008×0.008}{0.002×0.032}$=1.0；
根據(jù)表格數(shù)據(jù)700℃時(shí)，化學(xué)平衡時(shí)M為0.090mol，升高溫度至800℃平衡時(shí)M為0.080mol，所以升溫平衡逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故答案為：1.0；放熱；
（3）A．c（Y）=c（N）不能說明正逆反應(yīng)速率相等，則不能判斷平衡，故錯(cuò)誤；
B．因?yàn)榉磻?yīng)前后質(zhì)量和物質(zhì)的量都不變，所以平均分子量一直不變化，則不能判斷平衡，故錯(cuò)誤；
C．v_正（X）=v_逆（M）說明正逆反應(yīng)速率相等，則能說明達(dá)到平衡，故正確；
D．因?yàn)榉磻?yīng)前后質(zhì)量和體積都不變，所以溫度和壓強(qiáng)一定時(shí)，混合氣體的密度一直不變化，則不能判斷平衡，故錯(cuò)誤；
故選：C；
（4）X（g）+Y（g）?M（g）+N（g）
起始濃度（mol/L） 0.02 0.03  0   0
轉(zhuǎn)化濃度（mol/L） $\frac{a}{10}$  $\frac{a}{10}$  $\frac{a}{10}$  $\frac{a}{10}$
平衡濃度（mol/L） 0.02-$\frac{a}{10}$  0.03-$\frac{a}{10}$ $\frac{a}{10}$ $\frac{a}{10}$
該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{c（M）c（N）}{c（X）c（Y）}$=$\frac{\frac{a}{10}×\frac{a}{10}}{（0.02-\frac{a}{10}）（0.03-\frac{a}{10}）}$=1.0，解得a=0.12，實(shí)驗(yàn)③中，X的轉(zhuǎn)化率=$\frac{0.12}{0.2}$×100%=60%，故答案為：60%；
（5）根據(jù)（1）得出正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，若④的溫度為800℃，恒容體系中，氣體體積不變的反應(yīng)，④與③為等效平衡，b=$\frac{1}{2}$a，但④的實(shí)際溫度為900℃，相比較800℃，平衡逆向移動(dòng)，b＜$\frac{1}{2}$a，即a＞2b，故答案為：A；若溫度不變，則b=$\frac{1}{2}$a，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故b＜$\frac{1}{2}$a，即a＞2b；
（6）如圖是實(shí)驗(yàn)①中c（M）隨時(shí)間變化的曲線圖，②中溫度比①高，所以所以速率快，達(dá)平衡時(shí)間小于t₁，又平衡時(shí)c（M）=0.008，比①平衡時(shí)低，故答案為：

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)平衡的影響因素等，難度中等．