Question

【题目】已知：2A(g)+B(g)2C(g)；ΔH ＝－a kJ/mol(a＞0)。在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2 mol A和1 mol B，在500℃时充分反应达平衡后C的浓度w mol/L，放出热量b kJ。

（1）比较a____b(填“＞”“＝”或“＜”)。

（2）若在原来的容器中，只加入2 mol C，500℃ 时充分反应达到平衡后，吸收热量c kJ，C浓度__________w mol/L(填“＞”“＝”或“＜”)，a、b、c之间满足何种关系_______________(用a、b、c建立一个等式关系)。

（3）能说明该反应已经达到平衡状态的是____________(填写字母)。

A．v(C)＝2v(B) B．容器内压强保持不变

C．v逆(A)＝2v正(B) D．容器内的密度保持不变

（4）能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的操作是_______(填写字母)。

A．及时分离出C气体 B．适当升高温度

C．增大B的浓度 D．选择高效的催化剂

（5）若将上述容器改为恒压容器(反应前体积、压强相同)，起始时加入2 mol A和1 mol B，500℃时充分反应达平衡后，放出热量d kJ ，则d________b(填“＞”、“＝”或“＜”)，理由是__________。

Answer 1

【答案】 ＞ ＝ b＋c＝a BC C ＞ 平衡时恒压容器的压强比恒容时大，利于反应向右进行

【解析】（1）根据热化学方程式，2molA和1molB完全反应生成2molC放出a kJ热量，因为该反应是可逆反应，不能进行彻底，所以实际放出的热量b kJ小于a kJ，即a＞b。

（2）恒温恒容条件，若2molC完全转化为用A、B表示，可得2molA和1molB，故达到的平衡与原平衡为等效平衡，平衡时C的浓度相同，故c(C)=w molL-1；同一可逆反应，相同温度下，正、逆反应的反应热数值相等，但符号相反，设平衡时C的物质的量为n mol，对于反应2A(g)+B(g)2C(g) △H=-a kJmol-1，则放出的热量b=n× kJ，对于反应2C(g)2A(g)+B(g) △H=akJmol-1，C分解的物质的量为(2-n) mol，则吸收的热量c=(2-n)×，故a=b+c。

（3）A项，因为同一个反应用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比，所以无论是否平衡，都有v(C)＝2v(B)，故A错误；B项，该反应正向是一个气体分子数减小的反应，所以恒容时只要不平衡，压强就会发生变化，故容器内压强保持不变，则说明已经达到平衡状态，故B正确；C项，v逆(A)＝2v正(B)，又根据用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比，可得：2v正(B)= v正(A)，所以v正(A)= v逆(A)，此时反应处于化学平衡状态，故C正确；D项，密度=气体总质量÷气体体积，因为是恒容容器，所以气体体积不变，又因为各物质都是气体，所以气体总质量不变，因此密度始终不变，故D错误。

（4）由已知可得，该反应正向是气体分子数减小的放热反应；A项，及时分离出C气体，反应正向进行，但反应速率减小，故A不符合要求；B项，适当升高温度，加快了化学反应速率，但平衡逆向移动，故B不符合要求；C项，增大B的浓度，平衡正向进行，反应速率增大，故C符合要求；D项，选择高效催化剂，增大反应速率，但不改变化学平衡，故D不符合要求。

（5）恒温恒容时，随反应进行，压强降低，达到原平衡；恒温恒压时（反应器开始体积与恒容时相同），相同温度下起始加入2molA和1molB，可等效为在原平衡的基础上增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动，即正向移动，B的转化率变大，反应放出的热量增多，大于恒容容器中达到平衡状态时放出的热量，即d＞b。