Question

【題目】已知A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)反應的平衡常數和溫度的關系如下：

溫度/℃	700	800	830	1000	1200
平衡常數	1.7	1.1	1.0	0.6	0.4

回答下列問題：

（1）該反應的平衡常數表達式K=___，ΔH___0(填“＜”“＞”或“=”)。

（2）830℃時，向一個5L的密閉容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反應初始6s內A的平均反應速率v(A)=0.003molL-1s-1，則6s時c(A)=___molL-1，C的物質的量為___mol；若反應經一段時間后，達到平衡時A的轉化率為___，如果這時向該密閉容器中再充入1mol氬氣，平衡時A的轉化率為___。

（3）一定溫度下，能判斷該反應達化學平衡狀態的是___。

①單位時間內生成nmolA，同時消耗nmolC

②A的轉化率不變

③容器內壓強不再變化

④混合氣體的密度不再變化

⑤混合氣體的平均相對分子質量不再變化

（4）1200℃時，C(g)＋D(g)A(g)＋B(g)的平衡常數的值為___。

Answer 1

【答案】 ＜ 0.022 0.09 80% 80% ①② 2.5

【解析】

（1）根據平衡常數定義，可寫出該反應的平衡常數表達式；根據平衡常數與溫度關系可判斷該反應的熱效應；

（2）利用化學反應速率的定義，根據題給方程式和數據可計算6s時A的濃度、C的物質的量以及平衡時A的轉化率；可根據是否改變了反應混合物各組分的濃度來判斷充入氬氣對轉化率的影響；

（3）根據化學平衡狀態的特征和平衡移動時各量的變化情況來判斷可逆反應是否達化學平衡狀態；

（4）互為逆反應的兩個可逆反應，平衡常數的表達式互為倒數。

（1）根據平衡常數定義，該反應的平衡常數表達式為；根據題給圖表，該反應的平衡常數隨溫度的升高而減小，說明該反應是放熱反應，所以，ΔH＜0。

答案為：；＜；

（2）A的初始濃度為：0.20mol÷5L=0.04mol/L，反應初始6s內A濃度減小量為：c(A)=0.003molL-1s-1×6s=0.018 molL-1，故6s時c(A)=0.04mol/L-0.018 molL-1=0.022molL-1；生成的C的物質的量等于消耗的A的物質的量，所以C的物質的量n(C)= 0.018molL-1×5L=0.09mol；

830℃時，K =1.0，設反應達到平衡時反應的A的物質的量為x，則有：

x =0.16mol，

A的轉化率為：0.16mol÷0.2mol×100%=80%；

在恒容密閉容器中充入氬氣，沒有改變反應混合物各組分的濃度，故不影響平衡，A的轉化率不變，仍為80%。

答案為：0.022；0.09；80%；80%；

（3）①單位時間內生成nmolA，同時消耗nmolC，則各物質的物質的量不變，反應達化學平衡狀態，①正確；

②A的轉化率不變，則A的物質的量不變，反應達化學平衡狀態，②正確；

③該反應氣體物質的量不變，故恒溫時容器內壓強不隨平衡移動而改變，故不能判斷反應是否達化學平衡狀態，③不正確；

④ρ=m/V，混合氣體的質量和體積在反應中均不變，所以密度始終不變，故不能判斷反應是否達化學平衡狀態，④不正確；

⑤混合氣體的平均相對分子質量=m/n，混合氣體的質量和物質的量在反應中均不變，所以平均相對分子質量始終不變，故不能判斷反應是否達化學平衡狀態，⑤不正確；

答案為：①②；

（4）反應C(g)＋D(g)A(g)＋B(g)與反應A(g)＋B(g)C(g)＋D(g) 互為逆反應，同溫時平衡常數互為倒數，所以1200℃時，C(g)＋D(g)A(g)＋B(g)的平衡常數的值為1÷0.4=2.5。

答案為：2.5