Question

三种不同条件下，分别向容积固定的2L密闭容器中充入2molA和1mol B，发生反应如下：2A（g）+B（g）?2D（g）△H=akJ?mol^-1，相关条件和数据见下表．

	实验Ⅰ	实验Ⅱ	实验Ⅲ
反应温度/℃	800	800	850
达平衡时间/min	40	10	30
c（ D ）平衡/mol?L-1	0.5	0.5	0.15
反应的能量变化/kJ	Q1	Q2	Q3

请回答：
（1）实验Ⅲ，反应进行到30min时的平均速率v （D）为

0.005mol?L^-1?min^-1

．
（2）实验Ⅱ可能隐含的反应条件是

使用（效率更高的）催化剂

．
（3）下列描述中能说明上述反应已达平衡的是

d

（填序号）．
a．c（A）=2c（B）                    b.2v （D）_正=v （B）_逆
c．容器内气体密度不随时间而变化     d．容器内气体压强不随时间而变化
（4）对比上述实验，可知该反应的反应热a

＜

0（填“＞”或“＜”），并将Q₁、Q₂、Q₃按从小到大的顺序排列：

Q₃＜Q₁=Q₂

．
（5）若实验Ⅰ达到平衡后，保持温度不变，再向密闭容器中通入1mol D组成的气体，则平衡将

逆向

移动（填“正向”、“逆向”或“不”），新平衡状态时c（D）为

大于

0.5mol?L^-1 （填“大于”、“小于”或“等于”）．

Answer 1

分析：分析：本题主要采取把三个实验中化学平衡对比分析的方法，找到初始态与平衡态的不同，从而逐个分析解决．

解答：解：（1）v（D）=

0.15mol/L

30min

=0.005mol?L^-1?min^-1，故答案为：0.005mol?L^-1?min^-1；
（2）实验I与实验II相比，反应温度和体积相同，初始量相同，建立的化学平衡中c（D）也相同，说明两个化学平衡在各组分的量上来说是相同的平衡状态，只是到达化学平衡状态所用时间不同，时间越短，化学反应速率越大，即实验II中的化学反应速率大，可能使用了催化剂，即其隐含条件是使用了催化剂．故答案为：使用（效率更高的）催化剂；
（3）a．c（A）=2c（B），只说明c（A）：c（B）=2：1，无法判断正反应速率等于逆反应速率，因此a不正确．
b.2v （D）_正=v （B）_逆说明：v （B）_逆：v （D）_正═2：1不等于对应化学计量数之比，即正反应速率不等于逆反应速率，即b不正确．
c．体积不变，气体的质量不变，密度也会不变，用密度不变无法区分非平衡状态和平衡状态，即c不正确．
d．反应2A （g）+B （g） 2D （g）是反应前后气体的总物质的量不相等的反应，当体积固定时，根据阿伏伽德罗定律可知，温度、体积相同时，气体的物质的量之比等于压强之比，容器内气压不随时间变化，说明气体的总物质的量不再发生变化，即说明可逆反应达到了化学平衡状态，因此d正确．
故答案为：d；
（4）实验III与实验 II相比，体积相同，初始量相同，只是温度不同，达到平衡时c（D）不同，可以这样理解实验III是实验 II升温建立的平衡，导致c（D）减下，即升温平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此a＜0．
根据上面的分析，可以认为实验III是实验 II升温建立的平衡，升温平衡向逆反应方向移动，则实验III放出的热量数值小于实验II放出的热量数值，即Q₃＜Q₂．根据（2）的分析，实验I与实验II的化学平衡状态相同（速率不同），则放出的热量数值必然相同，即Q₁=Q₂．故Q₁、Q₂、Q₃按从小到大的顺序排列为Q₃＜Q₁=Q₂．
故答案为：＜；Q₃＜Q₁=Q₂；
（5）若实验I达到平衡后，保持温度不变，再向密闭容器中通入1mol D组成的气体，会使c（D）增大，平衡向逆反应方向移动，建立新的化学平衡后，新加入的1mol不会完全转化，因此，达新平衡后c（D）会大于原来的0.5mol/L．故答案为：逆向；大于．

点评：对比不同的化学平衡，找出其差异，是解决化学平衡问题的重要方法，要认真反思总结，把握其思维方法，达到灵活、快速的程度．