Question

1200℃时可用反应 2BBr₃(g)+ 3H₂(g)2B(s) + 6HBr(g) 来制取晶体硼。完成下列填空：
（1）下列说法能说明该反应达到平衡的是______（选填序号，下同）。
a. v_正(BBr₃)= 3v_逆(HBr)              b. 2c(H₂) = c(HBr)
c.密闭容器内压强不再变化           d. 容器内气体平均摩尔质量不再变化
（2）若密闭容器体积不变，升高温度，晶体硼的质量增加，下列说法正确的是_________。
a. 在平衡移动时正反应速率先增大后减小
b. 在平衡移动时逆反应速率始终增大
c. 正反应为放热反应
d. 达到新平衡后反应物不再转化为生成物
（3）若上述反应在10L的密闭容器内反应，5min后，气体总质量减少1.1 g，则该时间段内氢气的平均反应速率为__________________。
（4）往容器中充入0.2 mol BBr₃和一定量H₂，充分反应达到平衡后，混合气体中HBr百分含量与起始通入H₂的物质的量有如图关系。在a、b、c三点中，H₂ 的转化率最高的是______（选填字母）。b点达到平衡后，再充入H₂使平衡到达c点，此过程中平衡移动的方向为__________（填“正向”、“逆向”或“不移动”）。

Answer 1

（本题共8分）（1） cd（2分）；（2）ab（2分）；
（3）0.003mol/(L·min)（2分）；（4）a（1分），正向（1分）

试题分析：（1）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。a.v_正(BBr₃)＝3v_逆(HBr)，说明二者的反应速率方向相反，但不能满足反应速率之比是相应的化学计量数之比，应该是3v_正(BBr₃)＝v_逆(HBr)时可以说明，a不正确；b.2c(H₂)＝c(HBr)满足反应速率之比是相应的化学计量数之比，但不能确定反应的方向，因此不一定能说明，b不正确；c.反应是体积增大的可逆反应，因此当密闭容器内压强不再变化时可以说明反应达到平衡状态，c正确；d.混合气的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值，质量和物质的量都是变化的，所以容器内气体平均摩尔质量不再变化时可以说明达到平衡状态，d正确，答案选cd。
（2）若密闭容器体积不变，升高温度，晶体硼的质量增加，这说明平衡向正反应方向移动，因此正方应是吸热反应。a.升高温度，平衡向正反应方向移动，所以在平衡移动时正反应速率先增大后减小，a正确；b. 升高温度，平衡向正反应方向移动，所以在平衡移动时逆反应速率始终增大，b正确；c.正反应为吸热反应，c不正确；d.达到新平衡后正逆反应速率相等，但不为0，所以反应物不再转化为生成物是错误的，d不正确，答案选ab。
（3）根据方程式可知：2BBr₃(g)+ 3H₂(g)2B(s) + 6HBr(g) △m↓
3mol                            22g
0.15mol                          1.1g
因此消耗氢气的浓度是0.15mol÷10L＝0.015mol/L
所以氢气的反应速率＝0.015mol/L÷5min＝0.003mol/(L·min)
（4）在BBr₃的物质的量固定的条件下，氢气的量越多，BBr₃的转化率越高而氢气的转化率越低，因此根据图像可知，氢气转化率最高的是a点；b点达到平衡后，再充入H₂使平衡到达c点，增大反应物浓度平衡向正反应方向越低，因此在此过程中平衡移动的方向为正向。