Question

一定溫度下2升的恒容容器甲中，加入2moL碳和2moLCO₂發(fā)生如下反應：
C_（S）+CO₂（g）?2CO（g）△H＞0，測得容器中CO₂的物質的量隨時間t的變化關系如圖所示
（1）下列條件改變可使上述反應的 平衡常數(shù)K增大的是

 

A、通入CO₂    B、升高溫度  C、降低溫度  D、通入Ar
（2）列式計算上述溫度下此反應的平衡常數(shù)K=

 

（計算結果取整數(shù)）
（3）向上述平衡體系中再通入CO₂，則CO₂的轉化率

 

（填增大、減小、不變、無法確定）．
（4）上述化學反應方程式中△S

 

0（填＞、＜、﹦），該反應在

 

自發(fā)（填高溫、低溫、任何條件）．
（5）相同溫度下，2升的恒容容器乙中加入4moL碳和4moLCO₂，達到平衡．請在圖中畫出乙容器中CO₂的物質的量隨時間t變化關系的預期結果示意圖．（注明平衡時CO₂的物質的量及達到平衡時間t₂）

Answer 1

考點：物質的量或濃度隨時間的變化曲線

專題：化學平衡專題

分析：（1）平衡常數(shù)隨溫度變化，結合反應特征和平衡移動原理分析；
（2）一定溫度下2L的恒容容器甲中，加入2moL碳和2moLCO₂發(fā)生反應，平衡時CO₂為0.76mol，列三段式求出平衡時各氣體的濃度，再求平衡常數(shù)K；
（3）該反應中方向為體積增大的方向，再通入2moLCO₂，體系壓強增大，平衡逆移，依此分析轉化率；
（4）根據(jù)反應前后氣體的物質的量變化分析，結合反應自發(fā)進行的判斷依據(jù)△H-T△S＜0分析；
（5）向該容器加入4moL碳和4moLCO₂，達到平衡時CO₂物質的量為2moL，由于反應物濃度增大，平衡所用時間縮短，據(jù)此作圖．

解答： 解：（1）平衡常數(shù)隨溫度變化，C_（S）+CO₂（g）?2CO（g）△H＞0，反應是吸熱反應，升溫平衡正向進行，平衡常數(shù)增大
故選B．
（2）由圖象可知平衡時CO₂為0.76mol；
              C（s）+CO₂（g）?2CO（g）
初始量（mol）：2      2        0
轉化量（mol）：1.24  1.24    2.48
平衡量（mol）：0.76  0.76    2.48
則平衡時各氣體物質的濃度為：c（CO₂）=

0.76mol/L

2L

=0.38mol/L，c（CO）=

2.48mol/L

2L

=1.24mol/L；
所以K=

c2(CO)

c(CO2)

=

1.242

0.38

=4.0；
故答案為：4.0；
（3）該反應中方向為體積增大的方向，再通入2moLCO₂，體系壓強增大，與原平衡比較，相當于平衡逆移，所以二氧化碳的轉化率減�。�
故答案為：減��；
（4）氣體的物質的量越大，則體系的熵越大，已知C（s）+CO₂（g）?2CO（g）正方向為氣體物質的量增大的方向，所以該反應的△S＞0，反應△H＞0，依據(jù)△H-T△S＜0反應自發(fā)進行，分析判斷低溫下滿足△H-T△S＜0；
故答案為：＞，低溫；
（5）向該容器加入4moL碳和4moLCO₂，依據(jù)平衡常數(shù)計算平衡狀態(tài)二氧化碳物質的量，設平衡狀態(tài)二氧化碳物質的量為x
               C_（S）+CO₂（g）?2CO
起始量（mol）   4      4        0
變化量（mol）        4-x      2（4-x）
平衡量（mol）          x      2（4-x）
平衡常數(shù)K=

( 8-2x 2 )2

x 2

=4
x=2mol，達到平衡時CO₂物質的量為2moL，由于反應物濃度增大，平衡所用時間縮短，圖象為：
；
故答案為：；

點評：本題考查了熵變、平衡常數(shù)、化學平衡影響因素與化學平衡圖象等，注意根據(jù)反應的特征分析外界條件對平衡的影響，難度中等．