Question

18．已知2A（g）+B（g）?2C（g），向容積為1L的密閉容器中加入0.050mol A和0.025mol B，在500℃時充分反應，達平衡后測得c（C）=0.010mol•L^-1，放出熱量Q₁kJ．
（1）能說明上述反應已經達到化學平衡狀態的是ab（填寫序號）；
a．v_逆（A）=2v_正（B）      b．容器內壓強保持不變
c．v（C）=2v（B）         d．容器內氣體的密度保持不變
（2）若在相同的容器中加入0.100mol A和0.050molB，500℃時充分反應達平衡后，放出熱量Q₂kJ，則2Q₁＜Q₂（填“＞”、“＜”或“=”）；
（3）500℃時，上述反應的化學平衡常數K=3.125；
（4）已知：K（300℃）＜K（350℃），該反應是吸熱（填“放熱”或“吸熱”）熱反應；若反應溫度升高，A的轉化率增大（填“增大”、“減小”或“不變”）；
（5）某溫度下，A的平衡轉化率（a）與體系總壓強（P）的關系如圖所示，平衡狀態由a變到b時，化學平衡常數K（A）=K（B）（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

分析 （1）可逆反應到達平衡時，同種物質的正逆速率相等，各組分的濃度、含量保持不變，由此衍生的其它一些量不變，判斷平衡的物理量應隨反應進行發生變化，該物理量由變化到不變化說明到達平衡；
（2）等效為在原平衡基礎上增大壓強，平衡正向移動，反應物轉化率增大；
（3）計算平衡時各物質的濃度，代入平衡常數表達式K=$\frac{{c}^{2}（C）}{{c}^{2}（A）×c（B）}$計算；
（4）由于K（300℃）＜K（350℃），說明升高溫度平衡常數增大，平衡正向移動；
（5）平衡常數只與溫度有關，壓強不影響平衡常數．

解答 解：（1）a．由方程式可知v_正（A）=2v_正（B），而v_逆（A）=2v_正（B），則v_正（A）=v_逆（A），到達平衡狀態，故a正確；
b．隨反應進行氣體的物質的量減小，所以容器內的壓強減小，所以容器內壓強保持不變，說明到達平衡，故b正確；
c．未指明正逆速率，不能確定是否到達平衡，若分別表示正逆速率，則到達平衡狀態，故c錯誤；
d．混合氣體總質量不變，容器的容積不變，混合氣體密度始終不變，故d錯誤，
故答案為：ab；
（2）若在相同的容器中加入0.100mol A和0.050molB，500℃時充分反應達平衡后，等效為在原平衡基礎上增大壓強，平衡正向移動，反應物轉化率增大，轉化的B的物質的量等于原平衡中的2倍，故2Q₁＜Q₂，
故答案為：＜；
（3）500℃時充分反應，達平衡后測得c（C）=0.010mol•L^-1，則：
                 2A（g）+B（g）?2C（g）
起始濃度（mol/L）：0.05   0.025    0
變化濃度（mol/L）：0.01   0.005   0.01
平衡濃度（mol/L）：0.04   0.02    0.01
平衡常數K=$\frac{{c}^{2}（C）}{{c}^{2}（A）×c（B）}$=$\frac{0.0{1}^{2}}{0.0{4}^{2}×0.02}$=3.125，
故答案為：3.125；
（4）由于K（300℃）＜K（350℃），說明升高溫度平衡常數增大，平衡正向移動，所以正反應為吸熱反應，所以A的轉化率增大，故答案為：吸熱；增大；
（5）平衡常數只與溫度有關，所以平衡狀態由a變到b時壓強增大，但溫度不變，所以K不變，即K（A）=K（B），故答案為：=．

點評 本題考查化學平衡計算與影響因素、平衡狀態判斷、平衡常數等，難度中等，注意判斷平衡的物理量應隨反應進行發生變化，該物理量由變化到不變化說明到達平衡．