Question

9．已知2A₂（g）+B₂（g）?2C（g）；△H=-a kJ/mol（a＞0），在一個有催化劑的2L容積的固定容器中加入2mol A₂和1mol B₂，在500℃時充分反應5min后達平衡后，共放出熱量b kJ．請回答下列問題：
（1）用A表示反應在前5min的速率$\frac{5a}$mol/（L•min）（用含a和b的式子表示）
（2）若在原來的容器中，只加入2mol C，500℃時充分反應達平衡后，吸收熱量ckJ，a、b、c之間滿足何種關系b+c=a（用代數式表示）．
（3）能說明該反應已經達到平衡狀態的是bc填序號，有一個或多個選項符合題意，下同）．
a、v（C）=2v（B₂）                    b、容器內氣體壓強保持不變
c、v_逆（A₂）=2v_正（B₂）               d、容器內的氣體密度保持不變
（4）為使該反應的反應速率增大，且平衡向正反應方向移動的是c．
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
（5）若其他條件不變，反應在500℃時達到平衡后，向容器中加入一定量的C（g），重新達到平衡后，A₂的體積分數與原平衡相比減�。ㄌ睢霸龃蟆�、“減小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）根據反應2A₂（g）+B₂（g）?2C（g）；△H=-a kJ/mol（a＞0），及放出熱量b kJ可計算出參加反應的A的物質的量，根據v=$\frac{△c}{△t}$計算；
（2）相同條件下，2mol C₃達到平衡狀態時，與加入2mol A₂和1mol B₂達建立完全相同的平衡狀態，即從化學平衡狀態到完全反應生成2molC₃，放出熱量為c kJ，據此判斷；
（3）可逆反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，反應體系中各物質物質的量、物質的量濃度、百分含量都不變，以及由此引起的一系列物理量不變；
（4）該反應是一個反應前后氣體體積減小的放熱反應，為使該反應的反應速率增大，且平衡向正反應方向移動，應該采用增大反應物濃度方法；
（5）若其他條件不變，反應在500℃時達到平衡后，向容器中加入一定量的C（g），可以設計成先將C在另一容器中保持與原平衡等壓的條件下建立平衡，然后再將建立的平衡在原容器體積不變的情況下加入原平衡體系，此時相當于對原平衡體系加壓，據此判斷；

解答 解：（1）根據反應2A₂（g）+B₂（g）?2C（g）；△H=-a kJ/mol（a＞0），當放出熱量b kJ時，則有$\frac{2b}{a}$mol的A參加反應，所以在前5minA的速率為$\frac{\frac{\frac{2b}{a}mol}{2L}}{5min}$mol/（L•min）=$\frac{5a}$mol/（L•min），
故答案為：$\frac{5a}$；
（2）相同條件下，2mol C₃達到平衡狀態時，與加入2mol A₂和1mol B₂建立完全相同的平衡狀態，即等效平衡，C₃=w mol/L，即從化學平衡狀態到完全反應生成2molC，放出熱量為c kJ，由于等效平衡的正逆反應轉化率之和等于1，則b+c=a，
故答案為：b+c=a；
（3）a、V（C₃）=2V（B₂）時，該反應可能達到平衡狀態也可能沒有達到平衡狀態，與反應初始濃度及轉化率有關，不能據此判斷平衡狀態，故錯誤；  
b、該反應是一個反應前后氣體體積減小的可逆反應，當容器內壓強保持不變時，正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態，故正確；
c、V逆（A₂）=2V正（B₂）=V正（A₂），同一物質的正逆反應速率相等，該反應達到平衡狀態，故正確；
d、混合氣體遵循質量守恒定律，則反應前后混合氣體質量不變，容器體積不變，則容器內的密度保持不變，不能據此判斷平衡狀態，故錯誤；
故選bc；
（4）a、及時分離出C₃氣體，平衡正向移動，但反應速率減小，故錯誤；  
b、適當升高溫度反應速率增大但平衡逆向移動，故錯誤；  
c、增大B₂的濃度，平衡正向移動且反應速率增大，故正確； 
d、選擇高效的催化劑，反應速率增大但平衡不移動，故錯誤；
故選c；
（5）若其他條件不變，反應在500℃時達到平衡后，向容器中加入一定量的C（g），可以設計成先將C在另一容器中保持與原平衡等壓的條件下建立平衡，然后再將建立的平衡在原容器體積不變的情況下加入原平衡體系，此時相當于對原平衡體系加壓，則平衡向正反應方向移動，所以A的體積分數減小，
故答案為：減�。�

點評 本題考查化學平衡影響因素、化學反應速率影響因素、平衡狀態判斷等知識點，為高頻考點，注意：催化劑只影響反應速率不影響平衡移動，只有反應前后改變的物理量不變時可逆反應才能達到平衡狀態，為易錯點．