Question

13．按要求回答下列問題：
I．將等物質(zhì)的量的A、B混合放于2L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g）．經(jīng)5min后達(dá)到平衡，平衡時(shí)測(cè)得D的濃度為0.5mol/L，c（A）：c（B）=3：5，v（C）=0.1mol/（L•min）．則：
（1）x=2．
（2）前5min內(nèi)B的反應(yīng)速率v（B）=0.05mol/（L•min）．
（3）平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為50%．
II．水蒸氣通過炙熱的碳層發(fā)生反應(yīng)：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H．
（4）已知：K（300℃）＜K（350℃），則該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)．
（5）上述反應(yīng)在t₀時(shí)刻達(dá)到平衡，在t₁時(shí)刻改變某一條件后正反應(yīng)速率（ν_正）隨時(shí)間的變化如下圖所示，填出對(duì)應(yīng)的編號(hào)．
①縮小容器體積b； ②降低溫度f
（6）已知反應(yīng)①CO（g）+CuO（g）?CO₂（g）+Cu（s）②H₂（g）+CuO（g）?Cu（s）+H₂O（g） 在相同的某溫度下的平衡常數(shù)分別為K₁和K₂，該溫度下反應(yīng)CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）的平衡常數(shù)K=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$（用K₁和K₂表示）．

Answer 1

分析 Ⅰ．先設(shè)A、B的物質(zhì)的量為nmol；根據(jù)D的濃度計(jì)算D的物質(zhì)的量，根據(jù)D的物質(zhì)的量計(jì)算反應(yīng)的A、B的物質(zhì)的量，根據(jù)5min時(shí)，A、B濃度之比求出A、B開始時(shí)的物質(zhì)的量，用開始時(shí)的物質(zhì)的量減反應(yīng)的物質(zhì)的量即為5min末的物質(zhì)的量，再根據(jù)物質(zhì)的量濃度公式計(jì)算濃度；反應(yīng)速率之比即為計(jì)量數(shù)之比；根據(jù)C的反應(yīng)速率求A的反應(yīng)速率．根據(jù)A的轉(zhuǎn)化濃度計(jì)算A的轉(zhuǎn)化率；
Ⅱ．（4）溫度越高平衡常數(shù)越大說明升溫平衡正向進(jìn)行；
（5）①縮小容器體積，壓強(qiáng)增大，瞬間正逆反應(yīng)速率都增大，平均向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，逆反應(yīng)速率增大更多，隨后正反應(yīng)速率增大到新平衡；
②降低溫度，瞬間正逆反應(yīng)速率都減小，平均向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)速率減小更多，隨后正反應(yīng)速率增大到新平衡，到達(dá)新平衡時(shí)的速率小于原平衡的速率；
（6）由方程式可知，反應(yīng)③=反應(yīng)①-反應(yīng)②，根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式，進(jìn)行推導(dǎo)判斷．

解答 解：I．D的濃度為0.5mol/L，所以D的物質(zhì)的量為1mol．C物質(zhì)的量=0.1mol/（L•min）×2L×5min=1mol，
      設(shè)A、B的物質(zhì)的量為nmol，
                  3A（g）+B（g）=xC（g）+2D（g），
開始           n mol        n mol              0           0 
反應(yīng)        1.5mol       0.5mol            1mol        1mol 
5min  （n-1.5）mol  （ n-0.5）mol   1mol     1mol
同一容器中，c（A）：c（B）=n（A）：n（B）=$\frac{n-1.5}{n-0.5}$=$\frac{3}{5}$；n=3mol，
（1）C的反應(yīng)速率是0.1mol/（L•min），C物質(zhì)的量=0.1mol/（L•min）×2L×5min=1mol，$\frac{1.5x}{3}$=1，所以x=2，
故答案為：2；
（2）C的反應(yīng)速率是0.1mol/（L•min），根據(jù)同一反應(yīng)中，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于計(jì)量數(shù)之比，所以B的反應(yīng)速率是$\frac{1}{2}$×0.1mol/（L•min）=0.05mol/（L•min），
故答案為：0.05mol/（L•min）；
（3）A的轉(zhuǎn)化率為：$\frac{1.5mol}{3mol}$×100%=50%，故答案為：50%；
Ⅱ．（4）已知：K（300℃）＜K（350℃），隨溫度升高平衡常數(shù)增大，說明平衡正向進(jìn)行，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故答案為：吸；  
（5）①縮小容器體積，壓強(qiáng)增大，瞬間正逆反應(yīng)速率都增大，平均向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，逆反應(yīng)速率增大更多，隨后正反應(yīng)速率增大到新平衡，故曲線b符合，
故答案為：b；
②降低溫度，瞬間正逆反應(yīng)速率都減小，平均向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)速率減小更多，隨后正反應(yīng)速率增大到新平衡，到達(dá)新平衡時(shí)的速率小于原平衡的速率，曲線f符合，故答案為：f；
（6）①CO（g）+CuO（g）?CO₂（g）+Cu（s）②H₂（g）+CuO（g）?Cu（s）+H₂O（g），
反應(yīng)①的平衡常數(shù)K₁=$\frac{c（C{O}_{2}）}{c（CO）}$，反應(yīng)②的平衡常數(shù)K₂=$\frac{c（{H}_{2}O）}{c（{H}_{2}）}$，反應(yīng)③：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）的平衡常數(shù)為K=$\frac{c（C{O}_{2}）c（{H}_{2}）}{c（CO）c（{H}_{2}O）}$=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$，
故答案為：$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡常數(shù)影響因素、應(yīng)用及有關(guān)計(jì)算、化學(xué)平衡及反應(yīng)速率的影響因素、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，題目難度中等．