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	800	830	1000	1200
平衡常數	1．7	1．1	1．0	0．6	0．4

 
回答下列問題：
（1）該反應的平衡常數表達式K=                       ， △H       0（填“<”“ >”“ =”)；
（2）830℃時，向一個5 L的密閉容器中充入0．20mol的A和0．80mol的B，若反應初始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=          mol；
若經一段時間后，反應達到平衡，則此時A的轉化率=       ，如果這時向該密閉容器中再充入1 mol氬氣，平衡時A的轉化率        （ 填“變大”或“變小”或“不變”）；
（3）判斷該反應達到平衡的依據為     （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
（4）1200℃時反應C(g)+D(g) A(g)+B(g)的平衡常數的值為             。

Answer 1

（1）K=         < 
（2）0．022    0．09   80%   不變
（3）C
（4）2 ．5

試題分析：（1）可逆反應達到平衡狀態時各生成物濃度的冪指數的乘積與各反應物濃度冪指數的乘積的比。該反應的化學平衡常數K=。因為升高溫度，化學平衡常數減小，說明升高溫度，化學平衡逆向移動。根據平衡移動原理：升高溫度，化學平衡向吸熱反應方向移動。逆反應方向為吸熱反應。所以該反應的正反應為放熱反應。所以△H<0．（2）v(A)=0．003 mol·L^-1·s^-1，△c(A)= v(A)×△t=0．003 mol·L^-1·s^-1×6s=0．018mol/L則6s時c(A)=（0．20mol÷5 L)－0．018mol/L=0．022mol/L．C的物質的量0．018mol/L×5 L= 0．09mol。因為在830℃時化學平衡常數K=1．0．假設在反應的過程中A消耗的物質的量為x 則達到平衡時各物質的物質的量分別是A：(0．20-x)mol;B:（0．80-x)mol;C:xmol;D:xmol．由于各物質的方程式前邊的系數都為1，所以達到平衡時的物質的量的比等于濃度的比。X²÷[(0．20-x)×(0．80-x)]=1．0．解得x=0．16．所以A的轉化率為(0．16÷0．20)×100%=80%。如果這時向該密閉容器中再充入1 mol氬氣，因為容器的容積不變。A的濃度不變，所以平衡不發生移動。故平衡時A的轉化率也不變。（3）A．因為該反應是個反應前后氣體體積相等的可逆反應，所以無論反應是否達到平衡，容器內氣體的壓強都不會發生改變。錯誤。B．由于在反應前后氣體的體積不變，反應遵循質量守恒定律，質量也不變，因此任何時刻，無論反應是否達到平衡，氣體的密度都不改變。錯誤。C．若反應未達到平衡，則 c(A)就會發生改變。現在c(A)不隨時間改變，說明反應達到了平衡狀態。正確。D．在方程式中，C和D都是生成物，系數相同，所以在任何時間段內單位時間里生成C和D的物質的量總是相等，因此不能以此為標準判斷反應是否達到平衡狀態。錯誤。故正確的選項為C。（4）在1200℃時A(g)+B(g)C(g)+D(g)的平衡常數反應C(g)+D(g)  A(g)+B(g)的平衡常數的值為；可見K₁、K₂互為倒數。因為此時K₁=0．4，所以K₂=1÷0．4=2 ．5。