Question

已知2A（g）＋B（g） 2C（g），向容積為1L的密閉容器中加入0.050 mol A和0.025mol B，在500℃時充分反應，達平衡后測得c（C）="0.040" mol·L^-1，放出熱量Q₁kJ。
⑴能說明上述反應已經達到化學平衡狀態的是     （填寫序號）
a.v(C)=2v(B)              b.容器內壓強保持不變
c.v_逆(A)=2v_正(B)           d.容器內氣體的密度保持不變
⑵若在相同的容器中只加入0.050 mol C，500℃時充分反應達平衡后，吸收熱量Q₂kJ，則Q₁與Q₂之間的關系式可表示為                  （用含Q₁、Q₂的代數式表示）；
⑶500℃時，上述反應的化學平衡常數K=                 ；
⑷已知：K（300℃）＞K（350℃），該反應是     （填“放”或“吸”）熱反應；若反應溫度升高，A的轉化率     （填“增大”、“減小”或“不變”）；
⑸某溫度下，A的平衡轉化率（a）與體系總壓強（P）的關系如圖所示，平衡狀態由a變到b時，化學平衡常數K（A）         K（B）（填“＞”、“＜”或“=”）。

Answer 1

（1）bc （2）Q₁＝4Q₂ （3）3200 （4）放熱    減小 （5）＝

試題分析：（1）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。選項a中不能確定反應速率的方向，因此不能確定是否達到平衡狀態，a不正確；該反應是體積減小的可逆反應，反應過程中壓強是減小的，所以當容器內氣體的壓強不再發生變化時可以說明達到平衡狀態，b正確；c中反應速率的方向相反，且滿足反應速率之比是相應的化學計量數之比，可以說明達到平衡狀態，c正確；密度是混合氣的質量和容器容積的比值，在反應過程中容積內氣體的質量和容器容積始終是不變的，即密度始終是不變的，因此選項d不能說明，答案選bc。
（2）若在相同的容器中只加入0.050 mol C，500℃時充分反應達平衡，則該平衡狀態與題干中的平衡狀態是相同的。原平衡中，達平衡后測得c（C）＝0.040 mol·L^-1，放出熱量Q₁kJ。則該該平衡狀態中平衡時c（C）＝0.040 mol·L^-1，即消耗C的濃度是0.010 mol·L^-1，所以Q₁＝4Q₂。
（3）               2A（g）＋B（g） 2C（g）
起始濃度（mol/L）   0.050   0.025         0
轉化濃度（mol/L）   0.040   0.020        0.040
平衡濃度（mol/L）   0.010   0.005        0.040
所以平衡常數K＝＝3200
（4）已知：K（300℃）＞K（350℃），這說明升高溫度，平衡向逆反應方向移動，所以該反應是放熱反應；因此若反應溫度升高，A的轉化率減小。
（5）對于特定的可逆反應，平衡常數只與溫度有關系，改變壓強平衡不移動，則化學平衡常數K（A）＝K（B）。
點評：該題是高考中的常見考點和題型，屬于中等難度試題的考查，試題綜合性強，側重對學生能力的培養和解題方法的指導與訓練，旨在考查學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力，有利于培養學生的邏輯推理能力和發散思維能力，提升學生的學科素養。該題的難點是等效平衡的應用。