Question

（10分）1000⁰C时，硫酸钠可与氢气发生反应:。请回答下列问题：

（1）上述反应的平衡常数表达式为：                           。

（2）上述反应在三个不同条件下进行，其中H₂的浓度随时间的变化如图所示。

①与曲线a比较，b和c分别仅改变一种反应条件，则曲线b改变的条件为         

②该反应的△H___0（填“＞”、“＜”或“=”），其判断理由是                         。

（3）该温度下，向2L盛有1.42g Na₂SO₄的密闭容器中通入H₂,5min后测得固体质量为1.10g。则该时间范围内的平均反应速率v(H₂)=          。

（4）能说明该反应已达到平衡状态的是        （填字母，下同）。

A.容器内压强保持不变              B.容器内气体密度保持不变

C.c(H₂)=c(H₂O)                     D.v_正(H₂)=v_逆(H₂O)

Answer

（1）c4(H2O)/c4(H2) (2分)（2）①使用催化剂 (2分)

② ＞ ；温度升高，达平衡时间缩短，平衡时H2浓度减少，说明升高温度平衡向正反应方向移动。 (每空1 分)；（3）0.002mol/(L.min) (2分)；（4）B、D (2分)。

【解析】

试题分析：(1) 上述反应的平衡常数表达式为K=c4(H2O)/c4(H2)；（2）①与曲线a比较，由于b达到平衡所需要的时间缩短，而物质的平衡含量没变，则说明平衡不发生移动，所以曲线b改变的条件为使用了催化剂；②该反应的△H>0，原因是温度升高，达平衡时间缩短。但是达到平衡时H2浓度减少，说明升高温度平衡向正反应方向移动。根据平衡移动原理：升高温度，平衡向吸热反应方向移动，正反应方向是吸热反应，因此△H>0。（3）该温度下，向2L盛有1.42g Na2SO4的密闭容器中通入H2,5min后测得固体质量为1.10g。根据反应方程式可知每有4mol的H2发生反应，在反应前后固体的质量会改变64g，现在固体质量减少.42g－1.10g=0.32g,则反应消耗的氢气的物质的量是（4mol×0.32g）÷64g=0.02mol，所以该时间范围内的平均反应速率v(H2)= （0.02mol÷2L）÷5min=0.002mol/(L.min)；（4）A.由于该反应是反应前后气体体积相等的反应，所以无论反应是否达到平衡，容器内压强都保持不变，因此不能判断反应是否达到平衡，错误；B.由于反应前后气体的质量会发生变化，所以若容器内气体密度保持不变，则反应达到平衡状态，正确；C.c(H2)=c(H2O)的状态可能处于平衡状态，也可能未处于平衡状态，错误；D.在任何时刻都存在v正(H2)=v正(H2O)，同时存在v正(H2)=v逆(H2O)，则v正(H2O) =v逆(H2O)，物质的浓度不变，反应处于平衡状态，正确。

考点：考查化学平衡常数的表达式、影响化学反应速率和化学平衡的因素、化学反应速率的计算、化学平衡状态的判断的知识。