【答案】
分析:(1)化學平衡常數(shù),是指在一定溫度下,可逆反應達到平衡時各生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值,據(jù)此書寫;
由表中數(shù)據(jù)可知,溫度越高平衡常數(shù)越小,說明升高溫度平衡向逆反應移動,故正反應是放熱反應;
(2)根據(jù)△c=v△t計算△c(A),A的起始濃度-△c(A)=6s時c(A);
根據(jù)△n=△cV計算△n(A),再根據(jù)方程式計算C的物質的量;
設平衡時A的濃度變化量為x,利用三段式表示平衡時各組分的平衡濃度,代入平衡常數(shù)列方程計算x的值,再根據(jù)轉化率定義計算;
體積不變,充入1mol氬氣,反應混合物各組分的濃度不變,變化不移動,A的轉化率不變;
(3)根據(jù)化學平衡狀態(tài)的特征解答,當反應達到平衡狀態(tài)時,正逆反應速率相等,各物質的濃度、百分含量不變,以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化,解題時要注意,選擇判斷的物理量,隨著反應的進行發(fā)生變化,當該物理量由變化到定值時,說明可逆反應到達平衡狀態(tài);
(4)同一反應在相同溫度下,正、逆反應方向的平衡常數(shù)互為倒數(shù).
解答:解:(1)可逆反應A(g)+B(g)?C(g)+D(g)的平衡常數(shù)表達式k=
,
由表中數(shù)據(jù)可知,溫度越高平衡常數(shù)越小,說明升高溫度平衡向逆反應移動,故正反應是放熱反應,即△H<0,
故答案為:
;<;
(2)反應初始6s內A的平均反應速率v(A)=0.003mol?L
-1?s
-1,則6s內△c(A)=0.003mol?L
-1?s
-1×6s=0.018mol/L,A的起始濃度為
=0.04mol/L,故6s時時c(A)=0.04mol/L-0.018mol/L=0.022mol/L,
故6s內△n(A)=0.018mol/L×5L=0.09mol,由方程式可知n(C)=△n(A)=0.09mol,
設平衡時A的濃度變化量為x,則:
A(g)+B(g)?C(g)+D(g)
開始(mol/L):0.04 0.16 0 0
變化(mol/L):x x x x
平衡(mol/L):0.04-x 0.16-x x x
故
=1,解得x=0.032
所以平衡時A的轉化率為
×100%=80%,
體積不變,充入1mol氬氣,反應混合物各組分的濃度不變,變化不移動,A的轉化率不變?yōu)?0%,
故答案為:0.022;0.09;80%;80%;
(3)a.該反應前后氣體的物質的量不變,壓強始終不變,故壓強不隨時間改變,不能說明到達平衡,故a錯誤,
b.混合氣體的總質量不變,容器的容積不變,故混合氣體的密度始終不變,故氣體的密度不隨時間改變,不能說明到達平衡,故b錯誤,
c.可逆反應到達平衡時,各組分的濃度不發(fā)生變化,故c(A)不隨時間改變,說明到達平衡,故c正確,
d.單位時間里生成C和D的物質的量相等,都表示正反應速率,反應始終按1:1生成C、D的物質的量,不能說明到達平衡,故d錯誤,
故答案為:c;
(4)同一反應在相同溫度下,正、逆反應方向的平衡常數(shù)互為倒數(shù),故1200℃時反應C(g)+D(g)?A(g)+B(g)的平衡常數(shù)的值為
=2.5,
故答案為:2.5.
點評:本題考查化學平衡計算、平衡常數(shù)計算、化學反應速率、平衡狀態(tài)判斷,難度中等,注意化學平衡狀態(tài)判斷,選擇判斷的物理量,隨著反應的進行發(fā)生變化,當該物理量由變化到定值時,說明可逆反應到達平衡狀態(tài).