Question

【題目】已知A和B反應(yīng)的化學(xué)方程式為A(g)+2B(g)C(g)。回答下列問(wèn)題：

(1)圖1是反應(yīng)A(g)+2B(g)C(g)在不同溫度下A的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的曲線。

①該反應(yīng)的H________(填“>”“＜”或“=”)0。

②在T1溫度下，向體積為1 L的密閉容器中，充入1 mol A(g)和2 mol B(g)，測(cè)得A(g)和C(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖2所示。則10 min內(nèi)C的生成速率為________________。

③若容器容積不變，下列措施可增加A轉(zhuǎn)化率的是________(填字母)。

a.升高溫度 b.將C(g)從體系中分離

c.使用合適的催化劑 d.充入He，使體系總壓強(qiáng)增大

(2)在容積為1 L的恒容密閉容器中，分別研究在230°C、250°C和270°C條件下的上述反應(yīng)。三種溫度下B與A的物質(zhì)的量之比與A平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系如圖3所示。曲線z對(duì)應(yīng)的溫度是________°C。曲線上a、b、c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3，則K1、K2、K3的大小關(guān)系為________。

Answer 1

【答案】< 0.075mol/(Lmin) b 270 K1=K2<K3

【解析】

(1)①利用溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡移動(dòng)的影響分析判斷；

②根據(jù)v=計(jì)算反應(yīng)速率；

③根據(jù)平衡移動(dòng)原理分析，若平衡正向移動(dòng)，則A的轉(zhuǎn)化率增大；

(2)根據(jù)在反應(yīng)物的物質(zhì)的量的比不變時(shí)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)分析溫度高低；

根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，利用該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，比較在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)K1、K2、K3的大小。

(1)①升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡所需要的時(shí)間縮短。根據(jù)圖示可知：反應(yīng)在溫度為T2時(shí)先達(dá)到平衡，說(shuō)明溫度T2>T1，根據(jù)圖象可知：升高溫度，A轉(zhuǎn)化率降低，說(shuō)明升高溫度，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)。由于在其它條件不變時(shí)，升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，逆反應(yīng)方向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，則該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以△H<0；

②根據(jù)圖象可知在10min內(nèi)C的濃度增大了0.75mol/L，所以根據(jù)反應(yīng)速率定義式v=可知C的反應(yīng)速率v(C)=0.75mol/L÷10min=0.075mol/(Lmin)；

③a.升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱的逆反應(yīng)方向移動(dòng)，A的平衡轉(zhuǎn)化率降低，a不符合題意； b.將C(g)從體系中分離，即減小生成物濃度，平衡正向移動(dòng)，A的平衡轉(zhuǎn)化率增大，b符合題意；

c.催化劑不能使 化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，所以使用合適的催化劑，A的平衡轉(zhuǎn)化率不變，c不符合題意；

d.充入He，使體系總壓強(qiáng)增大，由于不能改變反應(yīng)體系的任意一種物質(zhì)的濃度，所以平衡不移動(dòng)，A的轉(zhuǎn)化率不變，d不符合題意；

故合理選項(xiàng)是b；

(2)在反應(yīng)物的物質(zhì)的量的比不變時(shí)，升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱的逆向移動(dòng)，反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率降低，由圖象可知溫度為z時(shí)轉(zhuǎn)化率最低，說(shuō)明三條曲線的溫度分別是x：230℃；y：250℃；z：270℃，z曲線對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度最高，溫度為270°C；

化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，而與其它反應(yīng)條件無(wú)關(guān)。根據(jù)圖象可知a、b兩點(diǎn)在同一溫度曲線上，二者的溫度相同，所以K1=K2；溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，A的轉(zhuǎn)化率降低。三條曲線的溫度x<y<z，溫度升高，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)減小，所以c點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù)K3>K1=K2，或?qū)憺?/span>K1=K2<K3。