Question

7．在500℃时，将足量的A固体投入2.0L真空密闭容器中，发生A（s）═2B（g）+C（g）反应，测得气体C随时间的浓度变化如图所示
（1）已知该反应只有高温下能自发进行，则该反应的△H＞0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）在上述反应条件下，从反应开始到平衡，用V（B）=0.04mol•L^-1•min^-1，500℃时的平衡常数K=4×10^-3；
（3）在反应温度和容器体积不变的条件下，下列能说明上述反应达到平衡状态的是AC
A．混合气体的压强保持不变
B．气体C的体积分数保持不变
C．混合气体的密度保持不变
D．B的正反应速率等于C的逆反应速率
（4）在500℃时，上述反应达到平衡后，在8min时将容器体积迅速压缩为1.0L，反应在12min建立新的平衡，画出8～15min内C气体物质的量浓度随时间变化的示意图．

Answer 1

分析 （1）反应自发进行的判断依据是△H-T△S＜0，据此分析判断，该反应只有高温下能自发进行△H＞0；
（2）分析图象，结合化学平衡三段式列式计算平衡浓度，反应速率V=$\frac{△c}{△t}$，
平衡常数K=$\frac{生成物平衡浓度幂次方乘积}{反应物平衡浓度幂次方乘积}$；
（3）恒温条件下，在固定容积的密闭容器里发生A（s）═2B（g）+C（g）反应，当化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不再发生变化，由此衍生的一些物理性不变，以此解答该题；
（4）第8min末将容器的体积缩小一半，瞬间C的浓度变为原来的2倍，压强增大，平衡向逆反应移动，12min末达到新的平衡，此时C浓度约为0.1mol/L，据此作图．

解答 解：（1）反应自发进行的判断依据是△H-T△S＜0，该反应只有高温下能自发进行说明△S＞0，△H＞0；
故答案为：＞；
（2）分析图象，结合化学平衡三段式列式计算平衡浓度，C的平衡浓度为0.10mol/L
                A（s）═2B（g）+C（g）
起始量（mol/L）  
变化量（mol/L）          0.2     0.1
平衡量（mol/L）          0.2      0.1
从反应开始到平衡，用B计算的反应速率V（B）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.2mol/L}{5min}$=0.04mol/L•min，
平衡常数K=$\frac{生成物平衡浓度幂次方乘积}{反应物平衡浓度幂次方乘积}$=c²（B）c（C）=0.2²×0.1=4×10^-3；
故答案为：0.04；4×10^-3；
（3）恒温条件下，在固定容积的密闭容器里发生A（s）═2B（g）+C（g）反应，当化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不再发生变化，由此衍生的一些物理性不变，反应是气体体积增大的反应，A（s）═2B（g）+C（g）；
A．反应前后气体物质的量变化，混合气体的压强保持不变说明反应达到平衡状态，故A符合；
B．A为固体，所以气体CB的体积含量始终不变，气体C的体积分数保持不变不能说明反应达到平衡状态，故B不符合；
C．反应前后气体质量变化，容器体积不变，混合气体的密度保持不变能说明反应大大的平衡状态，故C符合；
D．V（B）正=2V（C）逆，说明正逆反应速率相同，B的正反应速率等于C的逆反应速率不能说明反应达到平衡状态，故D不符合；
故答案为：AC；
（4）第8min末将容器的体积缩小一半，瞬间C的浓度变为原来的2倍，压强增大，平衡向逆反应移动，12min末达到新的平衡，达到和原来相同的耦合状态，所以此时C浓度为0.1mol/L，据此作图为：；
故答案为：．

点评 本题考查了化学平衡的分析应用，主要是反应速率影响因素、平衡常数计算，图象分析绘制的依据和方法，化学平衡移动原理的理解应用是解题关键，题目难度中等．