Question

下列反應(yīng)在210℃時達(dá)到平衡：
①PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）；△H₁＞0  K₁=1mol?L^-1
②CO（g）+Cl₂（g）?COCl₂（g）；△H₁＜0  K₂=5×10⁴L?mol^-1
③COCl₂（g）?CO（g）+Cl₂（g）
④2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）；△H₄＜0
（1）反應(yīng)③的平衡常數(shù)K₃為

 

．
（2）要使反應(yīng)①和反應(yīng)②的K數(shù)值相等，可采取的措施是

 

（填序號）．
A．降低反應(yīng)①、②體系中Cl₂濃度B．反應(yīng)①、②選擇不同的催化劑
C．反應(yīng)①、反應(yīng)②同時升高溫度D．反應(yīng)①、反應(yīng)②同時降低溫度
E．反應(yīng)①降低溫度，反應(yīng)②維持210℃
（3）在甲、乙兩容器中分別發(fā)生反應(yīng)④，甲恒容、乙恒壓，溫度相同且恒定．起始時甲中加入0.02molSO₂和0.01molO₂，乙中加入0.02molSO₃氣體，開始時兩容器壓強相等，最后分別達(dá)到平衡．下列有關(guān)它們達(dá)到平衡狀態(tài)后的敘述正確的是

 

（填序號）．
A．體積：甲可能小于乙
B．SO₃的物質(zhì)的量：甲一定小于乙
C．壓強：甲可能大于乙
D．濃度比c（SO₂）/c（SO₃）：甲一定小于乙
（4）丙容器為容積不變的反應(yīng)容器，要求通過調(diào)節(jié)體系的溫度使反應(yīng)④達(dá)到平衡時，保持容器內(nèi)氣體總物質(zhì)的量為12mol．現(xiàn)向容器中加xmolSO₂，6.5mol O₂，2.0molSO₃．
①若x=5.5，需要

 

（填“降低”“升高”或“保持”）體系溫度，使反應(yīng)在平衡時達(dá)到題設(shè)要求；
②欲使起始反應(yīng)維持向逆反應(yīng)方向移動，則x的取值范圍為

 

．

Answer 1

分析：（1）反應(yīng)③是反應(yīng)②的逆反應(yīng)，平衡常數(shù)成倒數(shù)關(guān)系；
（2）平衡常數(shù)只受溫度影響，要使反應(yīng)①和反應(yīng)②的K數(shù)值相等，由平衡常數(shù)數(shù)值可知，則應(yīng)使K₁增大、K₂減小，結(jié)合溫度對平衡的影響判斷；
（3）依據(jù)恒溫容器、恒壓容器的特征分析判斷；
（4）①依據(jù)氣體總物質(zhì)的量不變，比較加入量判斷反應(yīng)進行的方向；
②欲使起始反應(yīng)維持向逆反應(yīng)方向移動，即先氣體物質(zhì)的量增大的方向進行．

解答：解：（1）平衡常數(shù)等于生成物濃度的化學(xué)計量數(shù)冪之積除以反應(yīng)物的濃度的化學(xué)計量數(shù)冪之積，②CO（g）+Cl₂（g）?COCl₂（g）；△H₁＜0  K₂=5×10⁴L?mol^-1，③COCl₂（g）?CO（g）+Cl₂（g）逆反應(yīng)，平衡常數(shù)K₃=

1

K2

=

1

5×104

=2×10^-5 mol?L^-1，
故答案為：2×10^-5 mol?L^-1；
（2）要使反應(yīng)①和反應(yīng)②的K數(shù)值相等，則應(yīng)使K₁增大、K₂減小，反應(yīng)①正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)增大；反應(yīng)②正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)減小，故應(yīng)適當(dāng)升高溫度，
故選C． 
（3）在甲、乙兩容器中分別發(fā)生反應(yīng)④，甲恒容、乙恒壓，溫度相同且恒定．起始時甲中加入0.02molSO₂和0.01molO₂，乙中加入0.02molSO₃氣體，開始時兩容器壓強相等，最后分別達(dá)到平衡；
A．反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，甲恒容、乙恒壓體積減小，所以體積甲不可能小于乙，故A錯誤；
B．反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，甲恒容、乙恒壓體積減小壓強增大，比甲平衡后進行程度大，平衡時乙中SO₃的物質(zhì)的量大：甲一定小于乙，故B正確；
C．反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，甲恒容壓強減小、乙恒壓壓強不變：甲不可能大于乙，故C錯誤；
D．反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，甲恒容、乙恒壓體積減小壓強增大，比甲平衡后進行程度大，平衡時乙中SO₃的物質(zhì)的量大，濃度比c（SO₂）/c（SO₃）：甲一定大于乙，故D錯誤；
故答案為：B；
（4）①丙容器為容積不變的反應(yīng)容器，要求通過調(diào)節(jié)體系的溫度使反應(yīng)④達(dá)到平衡時，保持容器內(nèi)氣體總物質(zhì)的量為12mol．現(xiàn)向容器中加xmolSO₂，6.5mol O₂，2.0molSO₃．
①若x=5.5，則5.5+6.5+2.0=14＞12，需要向氣體物質(zhì)的量減小的方向進行，即向正反應(yīng)方向進行，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，需要降低溫度，故答案為：降低； 
②保持容器內(nèi)氣體總物質(zhì)的量為12mol時，x+6.5+2.0=12，x=3.5，欲使起始反應(yīng)維持向逆反應(yīng)方向移動，向氣體物質(zhì)的量增大的方向進行，逆向進行徹底時，x取最小值，2+x+6.5+1=12，x=2.5，則x的取值范圍為2.5＜χ＜3.5，
故答案為：2.5＜χ＜3.5．

點評：本題考查了化學(xué)平衡的影響因素分析判斷，平衡移動方向的判斷，掌握平衡移動原理是解題關(guān)鍵，題目難度中等．