Question

(14分)（ I ）在一个容积固定不变的密闭容器中进行反应：2X(g) + Y(g)2Z(g)，已知将2molX和1molY充入该容器中，反应在绝热条件下达到平衡时，Z的物质的量为pmol。回答下列问题：

（1）若把2molX和1molY充入该容器时，处于状态I，达到平衡时处于状态II（如图1），则该反应的△H      0，熵变△S_____0  ( 填：“< ，> ，= ”)。该反应在      （填:高温或低温）条件下能自发进行。

（2）该反应的v-t图像如图2中左图所示。若其他条件不变，仅在反应前加入合适的催化剂，则其v-t图像如图2中右图所示。以下说法正确的是        。

① a₁>a₂  ②b₁<b₂  ③ t₁>t₂  ④ 右图中阴影部分面积更大  ⑤两图中阴影部分面积相等

（3）若该反应在容积可变的密闭容器中发生，在温度为T₁、T₂时，平衡体系中X的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是     。

A．A、C两点的反应速率：A＞C

B．A、C两点的气体密度：A＜C

C．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C

D．由状态B到状态A，可以用加热的方法

（II）在容积可变的密闭容器中发生反应：mA(g) + nB(g)pC(g) ,在一定温度和不同压强下达到平衡时，分别得到A的物质的量浓度如下表

压强p/Pa	2×10^5	5×10^5	1×10^6
c(A)/mol·L^-1	0.08	0.20	0.44

（1）当压强从2×10⁵ Pa增加到5×10⁵ Pa时，平衡          移动（填：向左，向右，不）。

（2）维持压强为2×10⁵ Pa，当反应达到平衡状态时，体系中共有amol气体，再向体系中加入bmolB,当重新达到平衡时，体系中气体总物质的量是               mol.。

（3）当压强为1×10⁶ Pa时，此反应的平衡常数表达式：       。

（4）其他条件相同时，在上述三个压强下分别发生该反应。2×10⁵ Pa时，A的转化率随时间变化如下图，请在图中补充画出压强分别为5×10⁵ Pa 和1×10⁶ Pa时，A的转化率随时间的变化曲线（请在图线上标出压强）。

Answer

（ I ）⑴<（1分），<（1分），低温（1分） ⑵②③⑤（2分） ⑶B D（2分）

（II）⑴不（1分） ⑵a+b（2分） ⑶（2分）⑷（2分）

【解析】

试题分析；I、（1）正方应是体积减小的可逆反应，由状态I达到状态II时压强增大，这说明平衡向逆反应方向移动。由于是绝热容器，这说明反应是放热反应，温度升高平衡向逆反应方向移动，即△H小于0；根据方程式可知正方应是体积减小的可逆反应，则熵变△S小于0；根据△G＝△H－T·△S可知，要满足反应自发则需要在低温下进行。

（2）催化剂只能改变反应速率，但不能改变平衡状态，所以使用催化剂后b1t2 、两图中阴影部分面积相等，答案选②③⑤。

（3）A、根据图像可知C点压强大于A点压强，所以A、C两点的反应速率：A＜C，A错误；B、根据图像可知C点压强大于A点压强，则C点容积小于A点容积，气体的质量不变，则A、C两点的气体密度：A＜C，B正确；C、根据图像可知B和C两点X的体积分数相等，则混合气体的物质的量相等，所以气体的平均相对分子质量相等，C错误，D、由状态B到状态A，X的体积分数增大，反应应该向逆反应方向进行。正方应是放热反应，因此可以用加热的方法，D正确，答案选BD。

Ⅱ、（1）当压强从2×105 Pa增加到5×105 Pa时，A的浓度是原来的2.5倍，因此平衡不移动。

（2）由于增大压强平衡不移动，这说明反应前后体积不变。因此维持压强为2×105 Pa，当反应达到平衡状态时，体系中共有amol气体，再向体系中加入bmolB,当重新达到平衡时，体系中气体总物质的量是（a＋b）mol。

（3）当压强为1×106 Pa时，A的浓度大于5×105时的2倍还多，这说明平衡向逆反应方向移动，因此此时B不是气态，则此反应的平衡常数表达式K＝。

（4）根据以上分析可知压强分别为5×105 Pa 和1×106 Pa时，反应速率均是增大的，即到达平衡的时间减少，但前者转化率不变，而后者转化率降低，则A的转化率随时间的变化曲线为。

考点：考查外界条件对反应速率和平衡状态的影响、平衡状态计算以及反应自发性判断等