Question

在10L恒容密闭容器中充入X（g）和Y（g），发生反应X（g）+Y（g） M(g)+N(g)

所得实验数据如下表:

实验编号	温度/℃	起始时物质的量/mol	平衡时物质的量/mol
n（X）	n（Y）	n（M）
①	700	0.40	0.10	0.090
②	800	0.10	0.40	0.080
③	800	0.20	0.30	a
④	900	0.10	0.15	b

回答下列问题:

(1)实验①中，若5min时测得，n(M)=0.050mo1,  则0至5min时间内，用N表示的平均反应速率为________。

(2)实验③平衡常数为___________，该正反应为____________反应(填“吸热”或“放热”)

(3)能说明上述反应一定达到平衡的条件是_______________________。

A. c(Y)= c(N)           B.平均分子量不再变化

C. v_正(X) =v_逆(M)     D.温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化

(4)实验③中，达到平衡时，X的转化率为_________________________。

(5)实验③、④中，达到平衡时，a与b的关系为__________(填选项)，请解释原因________________。

    A. a>2b             B. a=2b     C.b<a<2b             D.a<b

(6)图是实验①中c(M)随时间变化的曲线图，请在图中画出实验②中c(M)随时间变化的曲线图。

Answer 1

【知识点】化学平衡常数和化学平衡的移动G1  G2  G4

【答案解析】（1）0.001mol·L^-1·min^-1        （2分，数值对单位不写扣1分）   

（2）1 （2分）     放热（1分）

（3）C   （2分）

（4）60%   （2分）  

（5）A（1分） 若温度不变，则b = a /2，该反应为放热反应，温度升高，平衡向逆反应方向移动，故b ＜a /2，即a ＞ 2b（2分）

（6）（2分）（曲线②达平衡时间小于t₁且c(M)=0.008才得分）

  解析：(1)实验①中，若5min时测得n(M)＝0.050mol，浓度是0.0050mol/L，则根据反应的化学方程式可知，同时生成的N的物质的量也是0.0050mol/L ，因此0至5min时间内，用N表示的平均反应速率υ(N)＝0.0050mol/L ÷5min＝0.001mol·L^-1·min^-1 ，

(2)实验③与实验②温度相同，所以实验③平衡常数与实验②中平衡常数相同，平衡时M的浓度是0.0080mol/L，则同时生成的N的浓度是0.0080mol/L，消耗X与Y的浓度均是0.0080mol/L，因此平衡时X和Y的浓度分别为0.01mol/L－0.0080mol/L＝0.002mol/L，0.04mol/L－0.0080mol/L＝0.032mol/L，因此反应的平衡常数k=；相同方法计算①的平衡常数k=，可见升温平衡常数减小，即平衡左移，正反应为放热反应；

(3)A. c(Y)= c(N)不能说明正逆速率相等，不能说明反应一定达到平衡  ；B.反应物生成物全是气体，且反应前后物质的量不变，无论平衡是否移动平均分子量都不变化，不能说明反应一定达到平衡；

C. v_正(X) =v_逆(M) ，能说明反应一定达到平衡    ；  D.温度和压强一定时，无论平衡是否移动混合气体的密度都不变化，不能说明反应一定达到平衡    ；只有C符合题意。

(4)设实验③中，达到平衡时，X减小的浓度为x

      X（g） +   Y（g） M(g)+N(g)

 开始 0.02mol/L   0.03mol/L    0    0

    x          x          x    x

平衡0.02mol/L-x 0.03mol/L-x     x    x

代入平衡常数表达式，利用k=1，解得x=0.012mol/L，X的转化率为

      

(5)实验③、④中，若温度不变构成等效平衡，则b = a /2，该反应为放热反应，温度升高，平衡向逆反应方向移动，故b ＜a /2，即a>2b 。

(6)根据升高温度反应速率加快，实验②中应该先达平衡，平衡时M的浓度为0.008mol/L，满足以上两点画图即可。

【思路点拨】本题考查了化学平衡常数和化学平衡的移动，运用同一温度下化学平衡常数不变可以顺利解决问题。