Question

11．在一個體積為2L的真空密閉容器中加入0.5molCaCO₃，發(fā)生反應(yīng)CaCO₃（s）═CaO （s）+CO₂（g），測得二氧化碳的物質(zhì)的量濃度隨溫度的變化關(guān)系如下圖1表示，圖1中A表示CO₂的平衡濃度與溫度的關(guān)系曲線，B表示不同溫度下反應(yīng)經(jīng)過相同時間時CO₂的物質(zhì)的量濃度的變化曲線．請按要求回答下列問題：

（1）該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)（填“吸”或“放”），溫度為T₅℃時，該反應(yīng)耗時40s達(dá)到平衡，則T₅℃時，該反應(yīng)的反應(yīng)速率為0.005mol/（L•s）．
（2）請在圖2中畫出平衡常數(shù)K隨溫度的變化曲線（圖2中已有虛線為圖1中的A曲線）．
如果該反應(yīng)的平衡常數(shù)K值變大，該反應(yīng)bc（選填編號）．
a．一定向逆反應(yīng)方向移動      b．在平衡移動時正反應(yīng)速率先增大后減小
c．一定向正反應(yīng)方向移動      d．在平衡移動時逆反應(yīng)速率先減小后增大
（3）請說明隨溫度的升高，曲線B向曲線A逼近的原因：隨著溫度升高，反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡所需要的時間變短．
（4）在T₅℃下，維持溫度和容器體積不變，向上述平衡體系中再充入0.5molN₂，則最后平衡時容器中的CaCO₃的質(zhì)量為10g．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，溫度越高，二氧化碳的物質(zhì)的量濃度越大，說明此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，T₅℃時二氧化碳的物質(zhì)的量濃度為0.2mol/L，據(jù)此計算反應(yīng)速率即可；
（2）溫度越高，平衡常數(shù)越大，據(jù)此畫圖；平衡常數(shù)增大，說明平衡正向移動，結(jié)合溫度對平衡常數(shù)的影響判斷；
（3）根據(jù)溫度對反應(yīng)速率的影響判斷：溫度越高，反應(yīng)速率越大，反之，溫度越低；
（4）由于容器體積不變，平衡體系中再充入0.5molN₂，平衡不移動，據(jù)此計算．

解答 解：（1）溫度越高，二氧化碳的物質(zhì)的量濃度越大，此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，T₅℃時二氧化碳的物質(zhì)的量濃度為0.2mol/L，v（CO₂）=$\frac{△c（CO{\;}_{2}）}{△t}$=0.005mol/（L•s），
故答案為：吸；0.005mol/（L•s）；
（2）溫度越高，平衡常數(shù)越大，且平衡常數(shù)即為二氧化碳的濃度，故圖象走勢為上升，如圖：，平衡常數(shù)增大，說明平衡正向移動，此時改變的條件為升高溫度，如果該反應(yīng)的平衡常數(shù)K值變大，則
a．一定向正反應(yīng)方向移動，故a錯誤；
b．在平衡移動時，由于是升高溫度，所以正、逆反應(yīng)速率都增大，由于該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所以平衡移動后溫度會有所降低，所以正逆反應(yīng)速率都會減小，故b正確；
c．一定向正反應(yīng)方向移動，故c正確；
d．根據(jù)b的分析可知，d錯誤；
故選bc；
故答案為：；bc；
（3）根據(jù)溫度對反應(yīng)速率的影響可知，隨著溫度升高，反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡所需要的時間變短，所以曲線B向曲線A逼近，
故答案為：隨著溫度升高，反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡所需要的時間變短；
（4）由于容器體積不變，平衡體系中再充入0.5molN₂，平衡不移動，所以在T₅℃時，二氧化碳的物質(zhì)的量為2L×0.2mol/L=0.4mol，則被分解的CaCO₃的質(zhì)量為100×0.4g=40g，所以平衡時容器中的CaCO₃的質(zhì)量為0.5mol×100g/mol-40g=10g，
故答案為：10．

點(diǎn)評 本題主要考查了影響平衡常數(shù)的因素、影響平衡移動的因素、化學(xué)平衡常數(shù)的計算、電離平衡常數(shù)的應(yīng)用等知識，中等難度，答題時注意學(xué)會從圖中獲取信息，并注意對平衡常數(shù)概念的理解．