Question

【題目】如圖所示的裝置中發生反應2A2(g)＋B2(g)2C(g) ΔH＝－a kJ·mol－1(a>0)，已知P是

可自由滑動的活塞。在相同溫度時關閉K，向A、B容器中分別充入2 mol A2和1 mol B2，兩容器分別在500 ℃時達平衡，A中C的濃度為w1 mol·L－1，放出熱量b kJ，B中C的濃度為w2 mol·L－1，放出熱量c kJ。請回答下列問題：

(1)此反應的平衡常數表達式為________；若將溫度升高到700 ℃，反應的平衡常數將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

(2)比較大小：w1________w2(填“>”、“＝”或“<”)，a、b、c由大到小的關系為_________________。

(3)若打開K，一段時間后重新達平衡，容器B的體積將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

(4)若讓A、B體積相等且固定P，在B中改充入4 mol A2和2 mol B2，在500 ℃時達平衡后C的濃度為w3 mol·L－1，則w1、w3的關系為___________________________。

(5)能說明A中已達到平衡狀態的是________(填序號，有一個或多個選項符合題意)。

a．v(C)＝2v(B2)

b．容器內氣體壓強保持不變

c．容器中氣體的平均相對分子質量不隨時間而變化

d．容器內的氣體密度保持不變

(6)使該反應的反應速率增大，且平衡向正反應方向移動的是________。

a．及時分離出C氣體 b．適當升高溫度

c．增大B2的濃度 d．選擇高效的催化劑

Answer 1

【答案】(1)K＝ 減小 (2)< a>c>b (3)減小 (4)w3>2w1 (5)bc (6)c

【解析】(1)根據化學方程式可寫出該反應的平衡常數表達式。平衡常數只與溫度有關，該反應為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，平衡常數將減小。(2)A容器處于恒容狀態，B容器處于恒壓狀態，該反應為氣體分子數減小的反應，達到平衡時，B容器的體積小于A容器的體積，B容器相對于A容器相當于增壓，平衡正向移動，w1<w2，c>b，由于該反應為可逆反應，不能進行完全，所以a>c>b。(3)若打開K壓強與外界壓強相同，相當于對A容器加壓，一段時間后重新達平衡，容器B的體積將減小。(4)若讓A、B體積相等且固定P，在B中改充入4 mol A2和2 mol B2，不考慮平衡移動，則在500 ℃時達平衡后，C的濃度為2w1 mol·L－1，由于壓強增大，平衡正向移動，所以w3>2w1。(5)無論平衡與否，反應中均有v(C)＝2v(B2)，a不符合題意；因為該反應是一個反應前后氣體分子數不相等的反應，所以容器內氣體壓強保持不變時說明已達到平衡狀態，容器中氣體的平均相對分子質量不隨時間而變化時已達到平衡狀態，b、c符合題意；反應中生成物和反應物均為氣態，又容器恒容，任何時候密度均不變，d不符合題意。(6)分離出C氣體，反應速率減小，平衡向正反應方向移動；適當升高溫度，反應速率增大，平衡向逆反應方向移動；增加B2的濃度，反應速率增大，平衡向正反應方向移動；選擇高效的催化劑，反應速率增大，但平衡不移動。