Question

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	900	830	1000	1200
平衡常數	1.7	1.1	1.0	0.6	0.4

回答下列問題：
（1） 830℃時，向一個5 L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)="0.003" mol·L^-1·s^-1，則6s時c(A)＝________mol·L^-1， C的物質的量為______ mol；此時，正反應速率_____________（填“大于”、“小于”或“等于”）逆反應速率。
（2）在恒容密閉容器中判斷該反應是否達到平衡的依據為________(填正確選項前的字母)：
a．壓強不隨時間改變     b.氣體的密度不隨時間改變
c. c(A)不隨時間改變     d.單位時間里生成c和D的物質的量相等   
（3）1200℃時反應C(g)+D(g) A(g)+B(g)的平衡常數的值為___________________。
（4）絕熱容器不與外界交換能量，在恒容絕熱條件下，進行2M(g)+N（g）2P（g）+Q（s）反應，按下表數據投料，反應達到平衡狀態，測得體系壓強升高，簡述該反應的平衡常數與溫度的變化關系：__________________________________________________________________________________。

物  質	M	N	P	Q
起始投料/mol	2	1	2	0

 

Answer 1

（本題共8分）（1）0.022 mol·L-1    0.09mol  大于 （3分） （2）c （2分）    
（3）2.5 （1分）  （4）該反應的平衡常數隨溫度的升高而減小（2分）

試題分析：（1）6s內A的平均反應速率v（A）＝0.003mol?L^-1?s^-1，則△c（A）＝0.003mol?L^-1?s^-1×6s＝0.018mol?L^-1，故6s時A的濃度為0.2mol÷5L－0.018mol/L＝0.022mol/L。△n（A）＝0.018mol?L^-1×5L＝0.09mol，由方程式可知△n（C）＝△n（A）＝0.09mol
利用三段式計算平衡時各組分的物質的量，即
A（g）+B（g）C（g）+D（g）
起始量（mol） 0.2   0.8     0   0
轉化量（mol） 0.09   0.09    0.09  0.09
6s時（mol）  0.11  0.71   0.09  0.09
由于反應前后體積不變，所以濃度商Qc＝＜1
所以反應向正反應進行，故正反應速率大于逆反應速率
（2）在一定條件下，當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），反應體系中各種物質的濃度或含量不再發生變化的狀態，稱為化學平衡狀態。a．該反應前后氣體的物質的量不變，壓強始終不變，故壓強不隨時間改變，不能說明到達平衡，故a錯誤；b．該反應前后氣體的體積不變，混合氣體的質量不變，氣體的密度始終不變，故b錯誤；c．可逆反應到達平衡時，各物質的濃度不變，故c（A）不隨時間改變，說明到達平衡，故c正確；d．單位時間里生成C和D的物質的量相等，都表示正反應速率，反應始終按1:1生成，不能說明到達平衡，故d錯誤，答案選c。
（3）同一溫度下，同一反應的正、逆反應的平衡常數互為倒數，故1200℃時反應C（g）+D（g）A（g）+B（g）的平衡常數的值為＝2.5。
（4）由起始Q的物質的量為0可知，反應向正反應進行建立平衡，正反應是氣體體積減小的反應，容器的體積不變，平衡時壓強增大，故絕熱條件下，混合氣體的溫度升高，即正反應為放熱反應，升高溫度平衡向逆反應進行，化學平衡常數減小，即該反應的平衡常數與溫度的變化關系該反應的平衡常數隨溫度的升高而減小。